Beneficiile procesului (FDM)

Există multe industrii în care piesele FDM pot înlocui componentele fabricate în mod tradițional. În cea mai mare parte, orice componentă care necesită raporturi ridicate rezistență-greutate, grade ridicate de complexitate și personalizare, modificări de design și producție de volum redus poate beneficia de DDM. Figura 1 prezintă un exemplu al piesei convertite de la prelucrarea CNC tradițională la DDM.

DDM schimbă, de asemenea, logica aplicată deciziilor de afaceri în departamentele de vânzări, marketing și finanțe, precum și cele din suita executivă. Deoarece DDM oferă unele schimbări fundamentale, mulți oameni au o dificultate reală în a înțelege conceptele și beneficiile cheie.

Producătorii de echipamente medicale, de exemplu, care produc articole precum aparatele RMN portabile, au adoptat DDM pentru a-și aduce produsele pe piață mai rapid și pentru un cost total mai mic al bunurilor vândute. Această adoptare a DDM vine după nenumărate ore de considerații de proiectare pentru proces. Această adoptare vine și după nenumărate ore de întâlniri care analizează rezultatele testelor care demonstrează beneficiile DDM într-un scenariu de utilizare real.

Pentru a aprecia ce poate face DDM pentru o companie de producție, este necesară înțelegerea schimbărilor fundamentale pe care le transmite.

Timpul de lansare pe piață nu mai trebuie să fie limitat de timpul de livrare pentru scule. Deoarece DDM elimină timpul și costurile de scule, un produs poate fi fabricat în aceeași zi în care este finalizat un proiect. Acest lucru permite companiilor să răspundă mai rapid și să facă acest lucru cu mai puține cheltuieli inițiale de numerar pentru scule și echipamente de capital.

Producătorii nu se mai confruntă cu decizia dificilă de a amâna o modificare necesară cu disperare din cauza timpului pierdut și a cheltuielilor mari.

Proiectul produsului nu mai este constrâns de regulile de proiectare pentru fabricabilitate sau de regulile de proiectare pentru asamblare. Deoarece componentele pot fi fabricate folosind tehnologii de fabricare aditivă, cum ar fi FDM, nu există nicio limită pentru complexitatea proiectului. Piesele complexe sunt realizate fără cheltuieli suplimentare sau întârzieri de producție.

Revizuirile produselor nu mai sunt constrânse de nivelurile de inventar, cheltuielile pentru operațiunile de prelucrare a sculelor noi sau timpul pentru repararea sculelor. Deoarece nu există scule, pot fi utilizate principii de producție pe termen scurt. Această strategie la cerere reduce nivelurile de stoc și minimizează pierderile atunci când sunt implementate modificări ale produselor, utilizând adevărate strategii de producție just-in-time.

Atunci când companiile implementează DDM în linia lor de produse, programările de producție nu mai sunt legate de previziuni de vânzări inexacte sau de cantități rigide de comenzi economice. Practica de producție la cerere, just-in-time, promovată de DDM, diminuează nevoia de a construi un program de producție dintr-o prognoză de vânzări care este în viitorul îndepărtat pentru a fi de încredere. În plus, spre deosebire de metodele tradiționale de producție, nu există nicio configurare sau schimbare care necesită timp. Prin urmare, nu există nicio penalizare pentru modificările frecvente ale produsului în programul de producție.

Oportunitățile par nemărginite. De fapt, de obicei, singurele limite care apar par a fi cele impuse de inginerii înșiși în timpul procesului de proiectare. Implementarea și avantajele sunt limitate doar de creativitatea, imaginația și inovația noastră. DDM este o îndepărtare radicală de la tradiție. Este un proces revoluționar, așa că este nevoie de minți deschise. DDM se află în primele etape de acceptare în industrie și există multe progrese care ne așteaptă în viitor în materie de materiale, mașini, software și reduceri de costuri pentru fiecare.

Proiectare pentru proces

Pentru ca procesul DDM să fie aplicat cel mai bine, proiectarea componentei trebuie să exploateze beneficiile procesului FDM. Inginerii trebuie să recunoască faptul că constrângerile de proiectare a produsului ale procesului de turnare prin injecție pur și simplu nu se aplică procesului DDM. Geometriile care sunt în mod obișnuit dificil sau imposibil de produs într-o piesă turnată prin injecție devin atribute de dorit pentru rezistență crescută sau material redus necesar atunci când le produc folosind DDM. Aceste proprietăți oferă FDM un avantaj față de multe dintre celelalte sisteme de fabricație aditivă. Figura 2 prezintă o montură de cameră produsă de DDM care permite completarea unor caracteristici complexe, eliminarea sculelor etc.

Producerea de produse finite pentru cabina unei aeronave cu FDM este în creștere în mare parte datorită capacității mașinilor FDM de a construi piese în ULTEM 9085. Ar putea fi grătare de aer, capace de panouri și diverse alte părți interioare din spatele tuturor acestor piei și din burta unui avion, canale de încălzire și răcire, panouri de distribuție a energiei și tot felul de cleme și suporturi în configurații speciale pentru un anumit producător.

Cu aceste sisteme complexe, iterația rapidă a modelului devine importantă. Fabricarea aditivă are capacitatea CAD/CAM de a face acest lucru. Puteți produce forme complexe care sunt dificile sau imposibile cu tehnologiile convenționale.

DDM în domeniul aerospațial

Producția de vehicule aeriene fără pilot (UAV) așa cum se arată în Fig. 3 devine o aplicație mai frecvent utilizată, exploatând în prezent beneficiile DDM.

Acest lucru se aplică în afara UAV-urilor: în timpul construcției, puteți proiecta goluri în piesă și apoi puteți introduce componente - o marcă tensometrică sau un senzor de presiune - sau piulițe și șuruburi sau bucșe încorporate în construcție. Și apoi, în viitor, să se integreze cu alte tehnologii.

Ambalarea pentru fiecare milimetru de spațiu este permisă cu DDM, deoarece produceți aceste modele rentabil.

DDM în automobile

Producția aditivă a fost crucială în dezvoltarea auto și în industria sporturilor cu motor de ani de zile. În cursa pentru viteză și performanță, a fost esențial pentru proiectare și testare. Acum, echipele de curse dezvăluie că piesele AM ​​vor merge cu mult dincolo de revizuire și evaluare. Ele au descoperit că AM este gata să ajungă pe pistă și să îndure rigorile curselor de mare viteză. De exemplu, MINI John Cooper Works WRC prezentat în Fig. 4 este format din până la 15 piese FDM.

Sporturile cu motor folosesc AM pentru fabricarea digitală directă (DDM) a pieselor de producție. Procedând astfel, echipele au demonstrat că piesele produse prin DDM au calitatea și durabilitatea pentru a satisface cerințele mașinilor de curse de toate tipurile. Această tendință se dezvoltă de ani de zile, dar până de curând, echipele au considerat DDM ca pe un secret bine păzit, care le oferă un avantaj competitiv. Figura 5 prezintă un exemplu de orificii de aerisire a capotei pentru mașini sport fabricate folosind DDM.

Deși lumea curselor a dezvăluit rolul DDM în atingerea performanței de vârf, publicul larg va vedea doar vârful aisbergului. Multe aplicații de producție AM implică modele inovatoare pe care echipele nu le vor dezvălui. Alte exemple de componente auto fabricate folosind DDM sunt prezentate în Fig. 6 și 7.