التصنيع باستخدام الحاسوب مقابل الطباعة ثلاثية الأبعاد: كيف تختار بناءً على التكلفة والحجم لتلبية احتياجاتك الخدمية؟

تُشكّل المقارنة بين التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) والطباعة ثلاثية الأبعاد معضلةً أمام أعضاء فرق التطوير، مما يؤدي إلى أخطاء مكلفة في اتخاذ القرارات. يرتبط النهج التقليدي في التوجيه بنقص البيانات، ما يُفضي إلى تجاوز المشاريع لميزانياتها وتأخيرها. سيتناول التقرير القادم بالتفصيل كيفية تجاوز معيار الخبرة لاتخاذ قرارات مدروسة.

يكمن حل هذه المعضلة في استخدام تحليلات البيانات لتحديد العوامل الحقيقية المؤثرة في التكلفة. وبالتالي، يمكن اعتبار أهمية منهجنا في تحديد التكلفة الإجمالية للملكية ، وليس تكلفة الوحدة الواحدة، عند وضع معايير اتخاذ القرار للاختيار بين آلات التحكم الرقمي الحاسوبي والطباعة ثلاثية الأبعاد، مساهمةً إيجابيةً في تحقيق وفورات في التكاليف.

التصنيع باستخدام الحاسوب مقابل الطباعة ثلاثية الأبعاد: دليل مرجعي سريع

تم حل معضلة اختيار العملية المكلفة من خلال تجاوز التركيز على تكلفة الوحدة للعملية، واستكشاف التكلفة الإجمالية للملكية. وبذلك، يُسهّل هذا الإطار حساب المفاضلات بين عملية التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) وعملية الطباعة ثلاثية الأبعاد ، مما يُساعد على خفض التكلفة الإجمالية للملكية بنسبة تتراوح بين 25% و40% من تكاليف التطوير.

لماذا تثق بهذا الدليل؟ خبرة عملية من خبراء التصنيع في LS

تتوفر العديد من المقالات على الإنترنت حول النظرية المتعلقة بالتصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) والطباعة ثلاثية الأبعاد. ما يجعل هذه المقالة جديرة بالقراءة هو أنها كُتبت من واقع خبرة شركة LS Manufacturing، التي تعمل في هذا المجال منذ أكثر من 15 عامًا، وتخوض معركةً شرسةً في مجال التصنيع، حيث تُعنى بتحسين عملية التصنيع وتأثيرها على تكلفة المنتج.

يعمل ورشتنا وفقًا لمعايير نظام إدارة الجودة ISO 9001 الصارمة، ومعايير المجموعة الدولية لجودة صناعة الطيران (IAQG) . وقد اكتسبنا خبرتنا الحقيقية من خلال العمل الفعلي، وبجهد دؤوب. ندرك تمامًا الفروقات بين الطريقتين، ولكن هذا الإدراك هو ما يُمكّننا من تحديد ما إذا كان المنتج عبارة عن قطعة طائرة مُعالجة بدقة عالية باستخدام آلات CNC، أو نموذج أولي مطبوع بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد .

جميع الاقتراحات الواردة أدناه هي ثمرة خبرة طويلة. لقد تعلمنا معايير الطباعة ثلاثية الأبعاد، والقيم التي تُعطي أعلى قوة للأجزاء النهائية؛ وكيفية تعديل طريقة التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) لمعالجة السبائك عالية الحرارة بكفاءة. فيما يلي ملخص لجميع خبراتنا المتعلقة بأكثر من 50,000 قطعة مُخصصة، مما يُساعدك على تجنب الأخطاء المُكلفة عند اتخاذ قرار استخدام التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) أو الطباعة ثلاثية الأبعاد .

الشكل 1: مقارنة وتقييم تكلفة طرق الإنتاج المختلفة من قبل شركة LS Manufacturing

ما هي الاختلافات في هيكل التكلفة بين التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) والطباعة ثلاثية الأبعاد؟

لذا، لا يمكن اختيار العملية الأمثل دون تحليل دقيق لعوامل التكلفة. ويمكن تحقيق هذا التحليل لتكلفة عملية التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) وتكلفة الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام هذه الوثيقة، التي تُسهّل عملية تحليل تكلفة التصنيع بموضوعية.

فيما يتعلق بتكلفة التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) ، يُفضّل الإنتاج بكميات كبيرة. مع ذلك، تُعدّ الطباعة ثلاثية الأبعاد الخيار الأمثل للإنتاج بكميات صغيرة ذات تعقيد منخفض. لإجراء تحليل عملي لتكاليف التصنيع ، ابدأ بحساب التكاليف بناءً على حجم الدفعة المحدد. في حال تجاوز حجم الإنتاج 500 وحدة، يجب إجراء تحليل تنافسي للتكلفة الإجمالية للملكية (TCO) ، وفي هذه الحالة، يُعدّ التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) الخيار الأمثل.

كيف نختار عملية التصنيع المثلى علمياً بناءً على حجم الدفعة؟

لاتخاذ قرار مدروس بشأن عملية الإنتاج الأكثر فعالية في ظل الوضع التجاري الحالي، يلزم استخدام استراتيجيات قائمة على البيانات ، وليس الاعتماد على التجربة والخطأ. وفيما يلي البيانات اللازمة لاتخاذ قرار منهجي بشأن اختيار الإنتاج بكميات كبيرة :

إنشاء إطار التقييم متعدد العوامل

سندرس تبسيط عملية الاختيار من خلال النظر إلى ثلاثة متغيرات في آنٍ واحد، وهي حجم الدفعة، وتعقيد القطعة، والمدة الزمنية المطلوبة للتصنيع. على سبيل المثال، في سيناريو حجم الإنتاج نفسه، ستختلف الجدوى الاقتصادية للدعامة البسيطة وحامل المحرك المصممين وفقًا للتصميم. ستوفر مصفوفة القيم المرجحة للمتغيرات، مما يُلغي الحاجة إلى الآراء الشخصية، ويعتمد بدلًا من ذلك على تحليل تكلفة التصنيع .

تحديد عتبة حجم الدفعة الأساسية

استُخدمت أكثر من 125 مشروعًا لتطوير القاعدة التقريبية الأولى. وتُقدّر نقطة التقاء توقعات التكلفة بين خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد وخدمة التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) للمكونات الهندسية البسيطة بين 80 و100 قطعة . ويعود ذلك إلى أن تكلفة البرمجة والإعداد الأولية المرتفعة للتصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) تُسترد بسرعة، بينما تظل تكاليف التصنيع الإضافي خطية إلى حد كبير مع عدد القطع، مما يجعلها الخيار الأقل كفاءة للإنتاج بكميات كبيرة .

التكيف مع التعقيد: النقطة الحرجة الثانوية

تُصبح الأجزاء ذات التصميم الهندسي المعقد، والتي تحتوي على ممرات داخلية وشبكات بيولوجية، ذات أهمية في هذه المرحلة. في مثل هذه الحالات، ورغم انخفاض القدرة التنافسية للتكلفة التاريخية القائمة على الإنتاج باستخدام آلات CNC بسبب زيادة وقت المعالجة نتيجةً للمشاكل المرتبطة بالتصنيع، إلا أن هذه التأثيرات تتضاءل بفضل الحرية الهندسية التي توفرها الطباعة ثلاثية الأبعاد ، مما يعيق استخدام آلات CNC متعددة المحاور باهظة الثمن، ويؤدي إلى التحول إلى خدمة التصنيع باستخدام آلات CNC في دراسات الحالة، ما ينتج عنه قيم انتقالية تتراوح بين 200 و300 وحدة .

عند استخدام هذا النهج، تتضمن العملية الأولى تحديد مستويات التعقيد في المكون أثناء تصميمه بناءً على الدفعة المستهدفة. تتراوح وحدات التحديد لتطبيق هذا النهج في المكونات الأقل تعقيدًا بين 80 و100، بينما تتراوح وحدات التحديد في المكونات الأكثر تعقيدًا بين 200 و300 .

كيف يمكن مقارنة فعالية التكلفة للمواد المختلفة في العمليتين كمياً؟

تُعدّ تكلفة المواد عاملاً هاماً في اختيار عملية التصنيع ؛ فالأرقام المجردة قد تكون مضللة عند استخدامها بمعزل عن سياقها. تُقدّم هذه الدراسة مقارنة اقتصادية رقمية بين تكلفة الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام مساحيق متخصصة وتكلفة التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) للمواد الخام، مما يوفر معلومات ضرورية لإجراء مقارنة واقعية.

عند البحث عن عملية التصنيع الأمثل، ينبغي تحديد قيمة التكلفة الفعلية للمواد لكل قطعة، والتي تُحسب في تقنية CNC بقسمة تكلفة الخام على معدل الاستخدام ، بينما تُحسب في الطباعة ثلاثية الأبعاد بقسمة وزن المسحوق على تكلفة المسحوق . يجب أن تركز عمليات الإنتاج التي تتجاوز 150 وحدة على استخدام تقنية CNC لإنتاج القطع، بالإضافة إلى تقنيات التداخل المتقدمة لزيادة معدل الاستخدام إلى أقصى حد.

الشكل 2: تقييم تكلفة الأجزاء الدقيقة المنتجة باستخدام تقنية التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) بواسطة شركة LS Manufacturing

كيف يؤثر تعقيد الجزء على اقتصاديات اختيار العملية؟

تكمن أسباب هذا التحول في تعقيد الأجزاء، ويؤدي تأثيره إلى عكس الانهيار المعتاد في نماذج التكلفة لتصنيع CNC مقابل الطباعة ثلاثية الأبعاد . إن دمج القنوات الداخلية أو الشبكات أو الأشكال العضوية في الأجزاء الهندسية يؤدي إلى تحليلات نموذجية تُجرى على أساس أن الجزء أو الحجم هو الأنسب لاختيار عملية تصنيع دون المستوى الأمثل. هكذا يمكن تطبيق قيمة اقتصادية للتعقيد للدلالة على

تحديد وقياس التعقيد في نماذج التكلفة

• كيف نقيس ذلك: بدلاً من استخدام مقياس ذاتي، نقوم بقياس مدى تعقيد عملية CNC بناءً على الوصول إلى المعدات والمعالجة الثانوية والتجهيزات الخاصة لآلة CNC .
• التطبيق العملي: في حالة القالب المبرد المطابق، كان التأثير هو أنه كان يجب إجراء التصنيع باستخدام الحاسوب في 5 عمليات إعداد، بينما استغرقت الطباعة ثلاثية الأبعاد عملية إعداد واحدة، مما يؤكد صحة الافتراض بأنه سيكون هناك انخفاض بنسبة 60٪ في التكلفة وانخفاض الوقت من 3 أسابيع إلى 5 أيام .

الاستفادة من مبادئ التصميم للتصنيع الإضافي (DfAM)

1. كيف ندمج تصميم التصنيع من أجل التصنيع: لا يعتبر تحسين الطوبولوجيا خطوة وسيطة؛ بل يتم دمجه مع تحليل قابلية التصنيع من أجل توحيد التجميعات.
2. النتيجة المحققة: في سيناريو الأجهزة الطبية ، مكن هذا الأسلوب من إنشاء جزء محسن أخف بنسبة 40٪ وأقل تكلفة بنسبة 35٪ في الإنتاج من التجميع المعقد الأصلي الذي تم تنفيذه باستخدام آلة CNC.

حساب نقطة التعادل المعدلة حسب التعقيد

• كيف نقوم بنمذجة التحول: نقوم بتعديل حساب نقطة التعادل بناءً على الحجم لمراعاة التعقيد عن طريق إضافة عامل تعقيد يزيد من تكاليف التحكم الرقمي بالحاسوب (CNC).
• اتخاذ القرارات بناءً على البيانات: يعني هذا أنه مع ازدياد تعقيد الأجزاء داخليًا، قد تظهر نقطة تحول اقتصادية أخرى تتجاوز 300 وحدة، حيث يُفضّل الانتقال من الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى التصنيع الآلي بدلًا من 100 وحدة . وهذا يُعدّ تحولًا جذريًا في اختيار عملية التصنيع .

لتحقيق هذا الهدف تحديدًا، عليك تحديد تكلفة تعقيد القطعة. بافتراض وجود تكلفة تعقيد للقطعة، سيكون هدفك الجديد هو تحديد ما إذا كنت تفضل خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد للنماذج الأولية أو للمنتج النهائي. عند اختيار عملية التصنيع النهائية، ستستخدم أسلوب تحليل نقطة التعادل الجديد، بدلًا من الأسلوب التقليدي لنقطة التعادل بناءً على حجم الإنتاج. سيوفر لك هذا الدقة المطلوبة لشراء القطع القيّمة.

ما هي التأثيرات الرئيسية لمتطلبات الدقة على اختيار العملية؟

عند المقارنة بين خدمة التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) وخدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد ، توجد متطلبات دقة قد تتعارض مع التكلفة. قد يصل الأمر بسهولة إلى مرحلة يصبح فيها التصنيع بدقة عالية غير مجدٍ اقتصاديًا، نظرًا لعدم تحقيق مواصفات الأداء المطلوبة وفقًا لعملية التصنيع المضافة المذكورة في الوثيقة التالية:

تحديد التفاوتات الحرجة لقدرة العملية

نقوم بتقييم هذه المعايير ضمن مصفوفة الجدوى. وتختلف هذه المعايير باختلاف العملية، وهي مستمدة من متطلبات المخطط. قد تتضمن هذه المعايير سماحية ±0.025 مم ، وهي معيار مهم في خدمة التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) ، ولكنها غير ذات صلة في خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد ( ±0.2 مم ). ويمكن تطبيق ذلك على أساس الأبعاد الحرجة وغير الحرجة.

تحديد التكلفة الحقيقية للمعالجة اللاحقة من أجل الدقة

يُحاكي نهجنا العمليات المساعدة اللازمة لطباعة الأجزاء ثلاثية الأبعاد لتوفير تشطيبات سطحية بجودة التصنيع باستخدام الحاسوب، وبالتالي معالجة مشكلة التكاليف الخفية. بالنسبة لتشطيبات سطحية بدقة Ra 0.8 ميكرومتر ، نقدم حسابات للوقت والتكاليف الإضافية اللازمة لتصنيع جزء مطبوع ثلاثي الأبعاد قريب من الشكل النهائي مقارنةً بتصنيعه من مادة صلبة، ونُدمج ذلك في تحليل تكلفة التصنيع الإجمالية.

تطبيق التصنيع الهجين كحل استراتيجي

نستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد عند الحاجة لإنشاء أشكال معقدة قريبة من الشكل النهائي، مما يوفر في استهلاك المواد، ويمكن بعد ذلك تشطيبها بدقة باستخدام خدمات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) حسب الحاجة. وقد ساعدت هذه التقنية عميلنا على توفير 25% من التكلفة الإجمالية، مع تقليل هدر المواد في عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) والمعالجة اللاحقة للجزء المصنّع بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد.

لهذا الغرض، يُشترط إجراء تدقيق لرسم المكون لتحديد التفاوتات العامة والمحلية الحرجة. بالنسبة للمنتجات التي تتضمن تفاوتات عامة وحرجة، يُمكن وضع خطة تصنيع هجينة لإنتاج النماذج الأولية، باستخدام خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد للمكون المعقد، بالإضافة إلى تصنيع المكونات الوظيفية باستخدام آلات CNC . تركز المنهجية المستخدمة في طلب تقديم العروض على الدقة، مع مراعاة عمق التكنولوجيا لتحقيق التكلفة، والدقة لتحقيق الأداء الحرج.

كيف ينبغي تحسين عملية اختيار العملية عندما تكون مواعيد التسليم ضيقة؟

تُقوّض المواعيد النهائية، بطبيعتها العاجلة، جميع المعايير التقليدية لاختيار العمليات، حيث يُعطى وزن التكاليف أهمية أكبر من عامل السرعة. توجد طريقة تكتيكية يمكن من خلالها التعامل مع المشاريع ذات الجداول الزمنية الضيقة لضمان أفضل النتائج عند العمل في ظل قيود زمنية.

اختيار العملية الاستراتيجية بناءً على مراحل المشروع

نُفصّل المدة الزمنية اللازمة لمواءمة كل مرحلة مع مسارها الأمثل. لإنشاء نماذج أولية للتحقق من صحتها خلال يوم إلى ثلاثة أيام ، سنستخدم خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد . أما لإنتاج نماذج أولية وظيفية وتسريع طرح المنتج في السوق، دون التقيد بعملية واحدة في وقت مبكر جدًا، فسنستخدم خدمة التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) بعد اعتماد التصميم النهائي.

تطبيق المعالجة المتوازية لتقليص أوقات التسليم

للتخفيف من الصعوبة الناجمة عن الحاجة إلى اختناقات في التسلسل، نقوم بتنفيذ أنشطة المسار الحرج بالتزامن. فبينما تقوم إحدى خدمات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) ببرمجة المرحلة الأخيرة، قد تتضمن مهمة أخرى بناء أداة الربط وتجميع تجهيزات خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد . وقد أتاحت هذه الطريقة تقليل وقت التسليم بنسبة 30% على الأقل لطلب الطوارئ المكون من 50 قطعة .

الاستفادة من المخزون الرقمي للمكونات الأساسية

نظرًا لأن هذه الطلبات عاجلة ومتكررة، فإننا نجهزها مسبقًا ونحتفظ بمخزون من المواد الخام/المكونات القياسية المستخدمة بكثرة. لذا، لا تحتاج خدمة التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) إلى الانتظار لمدة يومين أو ثلاثة أيام لتوفير المواد، مما يجعلها خيارًا مناسبًا حتى في الإنتاج بكميات كبيرة ، حيث يقتصر الأمر على تصنيع الميزات المطلوبة.

للتنفيذ، يجب مواءمة الجدول الزمني مع مستوى الإنجاز: تطبيق الطباعة ثلاثية الأبعاد قبل 72 ساعة للمنتجات الأولى، ثم استخدام تقنية CNC بعد إنتاج أكثر من 20 منتجًا . يجب التواصل مع الموردين في أسرع وقت ممكن لتخطيط التنفيذ المتوازي، مما يتيح مرونة في التنفيذ التنافسي.

الشكل 3: عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد قيد التنفيذ لاختيار التصنيع بواسطة LS Manufacturing

كيفية تحقيق التوازن بين التكلفة والأداء من خلال التصنيع الهجين؟

يُعدّ السؤال الاستراتيجي حول استخدام التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) مقابل الطباعة ثلاثية الأبعاد أحد المعضلات الثنائية الزائفة. يُقدّم التصنيع الهجين حلاً لهذه المعضلة، إذ يدمج العمليتين استراتيجياً في مُكوّن واحد لإنتاج قيمة لا يُمكن لأيٍّ منهما إنتاجها بمفردها. تُوضّح هذه الوثيقة الأساس المنطقي لاختيار عملية التصنيع المتكاملة.

تفكيك عنصر تخصيص العمليات الاستراتيجية

1. كيف نحلل الجزء: يتم إجراء التفكيك الهندسي والوظيفي لتحديد مناطق التطبيق لكل نوع من أنواع التقنيات.
2. التطبيق العملي: قنوات تبريد متوافقة مصممة خصيصًا في قالب متطور للطباعة ثلاثية الأبعاد ، مع مراعاة أسطح التثبيت/العزل الحساسة لتصنيع CNC الدقيق. وقد ساهمت هذه التقنية الهجينة في خفض التكلفة بنسبة 40% .

التصميم من أجل التصنيع الهجين منذ البداية

• كيف نقوم بتنفيذ DfAM و DFM في وقت واحد: يتم تصميم الشكل النهائي القريب باستخدام DfAM للطباعة ثلاثية الأبعاد ، مع وجود بيانات مرجعية ومواد زائدة في مناطق الواجهة الحرجة.
• النتيجة المحققة: ستوفر هذه النتيجة الهندسة اللازمة لمزيد من عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب لتحقيق التفاوتات البالغة ±0.025 مم لختم محكم، بالإضافة إلى خصائص المواد لقيمة تشطيب السطح Ra 0.8 ميكرومتر .

التحقق من صحة مكاسب الأداء والتكلفة كمياً

1. كيف نقوم بنمذجة القيمة الإجمالية: سيتم حساب القيمة الإجمالية بناءً على قيمة تخفيض الوزن وتحسين الأداء والتكاليف الإجمالية.
2. نتيجة قائمة على البيانات: فيما يتعلق بتصنيع قطع غيار السيارات، أتاحت هذه المنهجية إمكانية تحقيق تخفيض في الوزن يصل إلى 25٪ باستخدام الشبكات العضوية (المطبوعة ثلاثية الأبعاد) وتعزيز نقاط الماكينة بنسبة 20٪ مقارنة بالأجزاء المصنعة بالماكينة أو المطبوعة بتكلفة مخفضة.

بدءًا من عملية التصنيع الهجينة للجزء، ستحتاج إلى تحليل مكوناته بناءً على خصائصها؛ حيث تُسند الخصائص المعقدة إلى الطباعة ثلاثية الأبعاد ، بينما تُسند الأسطح الوظيفية إلى التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) . يُصمم الجزء الهجين مع دمج خصائص التثبيت في تصميمه. يتجاوز هذا التوليف الاستراتيجي قرار المفاضلة التقليدي بين التصنيع باستخدام الحاسوب والطباعة ثلاثية الأبعاد ، مما يوفر اختيارًا متفوقًا لعملية التصنيع للتطبيقات عالية القيمة.

كيفية التحكم في التكاليف من خلال تحسين العمليات في الإنتاج بكميات صغيرة؟

تواجه دفعات الإنتاج الصغيرة بعض المشكلات التقنية المتعلقة بالتكلفة، والتي لا يمكن تجاهلها عند تطبيق وفورات الحجم. في هذه الحالة، قد لا يكون الحل التقليدي فعالاً؛ لذا، يُعدّ تحسين العمليات وسيلةً فعّالةً لخفض التكلفة. يوضح النقاش التالي إمكانيات تقليل تكلفة التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) وتكلفة الطباعة ثلاثية الأبعاد عندما يكون الإنتاج أقل من 100 وحدة.

توحيد تسلسلات التشغيل الآلي لإعداد القطع

نظراً للتكاليف المرتفعة للتهيئة، نقترح مكتبةً تضم إجراءات التشغيل الشائعة ومسارات الأدوات. يتيح لنا ذلك توفير ما يصل إلى 50% من وقت البرمجة والتثبيت للأجزاء المتشابهة، مما يقلل تكلفة التشغيل باستخدام آلات CNC لكل دفعة، ويسمح بتسريع أوقات التسليم بنسبة 40% .

تنفيذ أنظمة التثبيت المعيارية

بدلاً من تصميم تجهيزات خاصة لكل مشروع جديد، نستخدم الآن نظام شبكة معياري يتضمن مشابك ومحددات قابلة للتعديل، مما يسمح باستخدام نفس التجهيزات في سلسلة كاملة من المشاريع المختلفة. وهذا يُلغي فعلياً الحاجة إلى تصميم التجهيزات، وهو أحد أكبر عوامل التكلفة في عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) بكميات صغيرة.

الاستفادة من تحسين الدفعات في التصنيع الإضافي

في إطار جهودنا لخفض تكلفة الطباعة ثلاثية الأبعاد ، تمكّنا من دمج عدة قطع للعملاء في قطعة واحدة، مما يزيد من حجم حجرة الطباعة. يسمح لنا برنامج التداخل الذي نستخدمه بالاستفادة القصوى من الحجم، حيث يعوّض تكلفة الجهاز بفضل العدد الكبير من القطع. ونتيجةً لذلك، حققنا وفورات في تكلفة قطع العملاء بنسبة 30% عند حجم طلب يتراوح بين 5 و10 قطع .

فيما يتعلق بضبط التكاليف، حلل عملياتك لتوحيد إعدادات آلات التحكم الرقمي الحاسوبي (CNC). أما فيما يخص الطباعة ثلاثية الأبعاد ، فمن الضروري دمج جميع الطلبات لزيادة كثافة حجم الطباعة. استراتيجياً، يُمكّن هذا التحسين القائم على العمليات من جعل الإنتاج بكميات صغيرة خياراً مجدياً قبل اللجوء إلى خيار الإنتاج بكميات كبيرة .

الشكل 4: مقارنة تكلفة وخدمات التصنيع باستخدام الحاسوب والطباعة ثلاثية الأبعاد من شركة LS Manufacturing

شركة LS للتصنيع: تحسين إنتاج الدعامات الجراحية الموجهة

توضح دراسة الحالة هذه كيف تم التغلب على المفترق الحرج الذي طُرح في مجال التصنيع باستخدام الليزر من خلال الجمع بين عالمي التصنيع الإضافي والتصنيع الطرحي لتوفير حل قابل للتطبيق لإنتاج الأجهزة الطبية، مما يجسد ما نبرع فيه عند مفترق طرق حرج بين التصنيع باستخدام الحاسوب المعقد والطباعة ثلاثية الأبعاد :

تحديات العميل

طلبت الشركة المطورة للأجهزة الطبية 200 قطعة من دعامات الملاحة الجراحية المصنوعة من مادة Ti-6Al-4V ELI Grade 23، بدقة ±0.05 مم في قطر التجويف . تجاوزت تكلفة خدمة التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) خماسي المحاور الميزانية بنسبة 45% ، ولكن يمكن توفيرها في غضون أربعة أسابيع فقط. في المقابل، لم توفر خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد قوة الشد المطلوبة ودقة السطح اللازمة.

حلول التصنيع LS

يُفضّل استخدام بنية شبكية للمكوّن لأنها تُمكّن من تصميم هيكل دعم مثالي، وبالتالي تقليل عمليات المعالجة اللاحقة. بعد ذلك، تُعالَج أسطح تحديد المواقع الرئيسية والثقوب بواسطة آلة CNC خماسية المحاور لتحقيق التفاوت المطلوب ±0.05 مم و Ra 0.8 ميكرومتر .

النتائج والقيمة

انخفض إجمالي التكلفة بنسبة 38% ، وتقلصت مدة التسليم من 4 أسابيع إلى 12 يومًا . كما انخفض الوزن النهائي للقطعة بنسبة 30% . وازداد وقت طرح المنتج في السوق بأسبوعين ، إلا أن هامش الربح ارتفع بنسبة 22% . وقد تحقق ذلك مع الحفاظ على الدقة الجراحية.

ويتجلى هذا في هذا الوضع المحدد حيث من الواضح أنه في اختيار عملية التصنيع نفسها ، لا توجد طريقة واحدة للقيام بذلك لأنه من الواضح أنه عند النظر إلى المتطلبات الوظيفية للمكون من حيث النهج الهجين المتكامل للتصنيع نفسه، فقد تحققت فوائد من حيث المزايا التقنية في السوق في الصناعة الطبية.

انقر أدناه للحصول على تحليل احترافي لعمليات CNC والطباعة ثلاثية الأبعاد وحل مشاكل مشروعك.

كيفية إنشاء عملية صنع قرار علمية في مجال التصنيع؟

يُضمن التخلص من التخمين في اختيار عملية التصنيع من خلال منهجية تحليل البيانات. ويمكن معالجة ذلك بتحويل المصطلحات المعقدة لمواصفات الأجزاء إلى نظام تسجيل بيانات يُسهّل المقارنة بين مزايا وعيوب خدمة التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) وخدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد من حيث:

تفكيك المتطلبات إلى معايير مرجحة

بالنسبة لمتطلبات الترشيح العامة، ينقسم المشروع إلى 12 بُعدًا بارامتريًا، بدءًا من حجم الدفعة، والتعقيد الهندسي، والتفاوت، والمادة، وصولًا إلى التفاوت الحرج ، وسيتم تعيين أوزان ديناميكية لكل منها لمعلمات مثل تشطيب السطح ، والتي ستكون أهميتها مختلفة، على سبيل المثال، بالنسبة لغلاف المحمل مقارنة بمكون مجرى الهواء.

تنفيذ تحليل السيناريوهات الخوارزمية

بدلاً من ذلك، في نظامنا، تُجرى المقارنة بالتزامن مع عمليات المحاكاة. تُحلل الخوارزمية مئات السيناريوهات المتعلقة بعملية الإنتاج، وتحسب التكلفة المطلوبة ووقت المعالجة لكل من خدمة التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) وحلول الطباعة ثلاثية الأبعاد، وحتى الخدمات المُدمجة بين هذين الحلين. تُحدد الخوارزمية بدقة نقطة تقاطع دالة التكلفة، مُشيرةً إلى الأشكال التي تُحقق ميزة في التكلفة تتراوح بين 20% و40% من خلال منهجية الإنتاج المُدمجة هذه.

وضع خارطة طريق تنفيذية قابلة للتنفيذ

ستكون النتيجة بروتوكولاً كاملاً ومفصلاً، وليس مجرد دليل إرشادي. سيحدد البروتوكول الترتيب، ويحدد الوظائف التي ستُنفذ باستخدام أي طريقة في البروتوكول الهجين، ويضع جدولاً زمنياً مرحلياً. وبذلك، ستتحول عملية اختيار عملية التصنيع المعقدة إلى وظيفة سهلة التنفيذ، مما يقلل بشكل كبير من التكاليف الإضافية للمشروع بالنسبة للعميل.

لتحقيق ذلك، عليك تحديد السمات الرئيسية الاثنتي عشرة لجزءك بشكل منهجي، مع التركيز على جوانب حجم الدفعة، والتعقيد، والمواد، وإجراء مقارنة لمخاطر الوقت والجودة في المشروع باستخدام البيانات. وبذلك، ستتمكن من تطوير الخبرة التقنية اللازمة لجعل اختيار العملية عاملاً أساسياً للتميز بدلاً من كونه قيداً.

الأسئلة الشائعة

1. أين تقع نقطة التحول في التكلفة بين التصنيع باستخدام الحاسوب والطباعة ثلاثية الأبعاد عادةً؟

تُحقق نقطة التحول في تكلفة المكونات البسيطة في الهيكل عندما تتراوح قيمتها بين 80 و150 ، بينما في الهياكل المعقدة، تُحقق هذه النقطة عندما تتراوح قيمتها بين 200 و300 . ويعتمد هيكل التكاليف على مدى تعقيد المواد ودقة التقديرات.

2. هل الطباعة ثلاثية الأبعاد أكثر اقتصادية حقًا للإنتاج بكميات صغيرة؟

فيما يتعلق بالمكونات المعقدة التي يصل عددها إلى 50 قطعة ولها رقم جزء، فإن الاستنتاج هو أن الطباعة ثلاثية الأبعاد ستوفر وفورات مقارنة بتكلفة القالب وستكون أيضًا أرخص بنسبة 30-50٪ مقارنة بالتصنيع باستخدام الحاسوب .

3. كيف يتم تقييم اختلافات الأداء بين العمليتين؟

إن معاملات الكثافة والتماثل للعناصر المنتجة بواسطة عملية CNC هي 100٪ ، بينما بالنسبة للطباعة ثلاثية الأبعاد، فإنها تمتلك خصائص التماثل، وفي الواقع، فإن معاملات القوة هي 80-95٪ فقط من المكونات المطروقة.

4. هل يمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد أن تقلل تكاليف الإنتاج الضخم؟

إذا تجاوز حجم الدفعة 5000 وحدة ، فإن الإنتاج باستخدام آلات التحكم الرقمي الحاسوبي (CNC) يحقق وفورات الحجم، وستكون التكاليف أقل بنسبة 40-60% من الطباعة ثلاثية الأبعاد . ويمكن استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد للإنتاج على نطاق صغير .

5. كيف تحقق التصنيع الهجين تحسين التكاليف؟

تُعنى الطباعة ثلاثية الأبعاد بالخصائص المعقدة، بينما تُعنى عمليات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) بالمكونات الحساسة. وسيساهم الجمع بين هاتين التقنيتين في خفض التكلفة بنسبة تتراوح بين 30 و40% ، فضلاً عن تحسين الأداء بنسبة تزيد عن 20% .

6. كيف يمكن الحصول بسرعة على عروض أسعار دقيقة لعمليتين؟

يلزم تقديم بيانات المواد، وملفات ثلاثية الأبعاد، وحجم الدفعة، ومستوى الدقة المطلوب. سيرسل فريق التصنيع في شركة LS تقديرًا مقارنًا للعميل في غضون ساعتين من استلام التفاصيل في كلتا الحالتين.

7. كيف يؤثر تطوير المواد الجديدة على اختيار العملية؟

تُعدّ المواد المركبة عالية الأداء مناسبة للطباعة ثلاثية الأبعاد، بينما ستجد المواد عالية التوصيل تطبيقات في التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC). ويتطلب اختيار العمليات المناسبة للمواد معرفة خصائصها.

8. كيف يمكن تقليل تكاليف التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) للكميات الصغيرة؟

من خلال استخدام العمليات الموحدة والمعدات المعيارية وإدارة المواد، تستطيع شركة LS Manufacturing تقليل تكاليف التصنيع باستخدام الحاسب الآلي للدفعات الصغيرة بنسبة 25-30% وتقليل أوقات التسليم بنسبة 35% .

ملخص

من خلال هندسة القيمة القائمة على اختيار العمليات العلمية، تستطيع شركات التصنيع تحقيق أقصى قدر من خفض التكاليف، بالإضافة إلى تسريع طرح المنتجات في السوق. وستكون عملية اتخاذ القرار، التي طورتها شركة LS Manufacturing، والمستندة إلى قيم فعلية، مفيدة للعديد من العملاء لتحقيق وفورات في التكاليف تتراوح بين 25% و40% .

للحصول على مقارنة حلول العمليات المخصصة وعروض الأسعار المناسبة، يرجى الاتصال بالمجموعة الفنية لشركة LS Manufacturing على الفور للاستفادة من تحليل التكاليف ونصائح التحسين لكلا الخيارين.

احصل الآن على تحليل احترافي لعمليات التصنيع باستخدام الحاسوب (CNC) والطباعة ثلاثية الأبعاد لحل مشاكل اختيار مشروعك بدقة!

📞الهاتف: +86 185 6675 9667
📧 البريد الإلكتروني: info@longshengmfg.com
🌐الموقع الإلكتروني: https://lsrpf.com/

تنصل

محتوى هذه الصفحة لأغراض إعلامية فقط. خدمات LS Manufacturing: لا توجد أي ضمانات، صريحة أو ضمنية، بشأن دقة المعلومات أو اكتمالها أو صحتها. لا يُفترض أن يوفر مورد أو مصنّع طرف ثالث معايير الأداء، أو التفاوتات الهندسية، أو خصائص التصميم المحددة، أو جودة المواد ونوعها، أو جودة التصنيع من خلال شبكة LS Manufacturing. تقع هذه المسؤولية على عاتق المشتري. اطلب عرض أسعار للأجزاء. حدد المتطلبات الخاصة بهذه الأقسام. يرجى التواصل معنا لمزيد من المعلومات .

فريق التصنيع LS

شركة LS Manufacturing شركة رائدة في مجالها ، متخصصة في حلول التصنيع حسب الطلب. لدينا خبرة تزيد عن 20 عامًا مع أكثر من 5000 عميل، ونركز على التصنيع عالي الدقة باستخدام آلات CNC ، وتصنيع الصفائح المعدنية ، والطباعة ثلاثية الأبعاد ، والقولبة بالحقن ، وختم المعادن ، وغيرها من خدمات التصنيع المتكاملة.
يضم مصنعنا أكثر من 100 مركز تصنيع متطور بخمسة محاور، حاصل على شهادة ISO 9001:2015. نقدم حلول تصنيع سريعة وفعالة وعالية الجودة لعملائنا في أكثر من 150 دولة حول العالم. سواءً كان الإنتاج بكميات صغيرة أو التخصيص على نطاق واسع، نلبي احتياجاتكم بأسرع وقت ممكن، مع ضمان التسليم خلال 24 ساعة. اختر LS Manufacturing، فهذا يعني الكفاءة والجودة والاحترافية.
للمزيد من المعلومات، تفضل بزيارة موقعنا الإلكتروني: www.lsrpf.com .