التصنيع باستخدام الحاسب الآلي مقابل. الطباعة ثلاثية الأبعاد: كيف تختار بناءً على التكلفة والحجم لاحتياجات الخدمة الخاصة بك؟

التصنيع باستخدام الحاسب الآلي مقابل الطباعة ثلاثية الأبعاد يعد بمثابة لغز اختيار لأعضاء فريق التطوير، مما يؤدي إلى أخطاء باهظة الثمن في اتخاذ القرار. يرتبط التدفق التقليدي للاتجاه بنقص البيانات، مما يؤدي إلى تجاوز المشاريع لميزانيتها وتأخير وقت المشروع. وسيوضح التقرير القادم كيف سيتم التغلب على معيار الخبرة من أجل اتخاذ قرارات مستنيرة.

الحل لهذه المعضلة هو استخدام تحليلات البيانات في تحديد محركات التكلفة الحقيقية. مدى أهمية نهجنا في تحديد التكلفة الإجمالية للملكية وليس التكلفة لكل وحدة في وضع أدلة القرار للاختيار بينهما ماكينات CNC والطباعة ثلاثية الأبعاد وبالتالي يمكن اعتبارها مساهمة إيجابية في تحقيق وفورات في التكاليف.

التصنيع باستخدام الحاسب الآلي مقابل الطباعة ثلاثية الأبعاد: دليل مرجعي سريع

وجه	التصنيع باستخدام الحاسب الآلي	الطباعة ثلاثية الأبعاد (التصنيع الإضافي)
المبدأ الأساسي	الطرح: قطع المادة من كتلة صلبة.	المضافة: بناء الأجزاء عن طريق إضافة مادة طبقة بعد طبقة.
الحجم المثالي	إنتاج كبير إلى متوسط ​​الحجم؛ الأنسب لإنتاج دفعة.	إنتاج منخفض الحجم ؛ النموذج الأولي؛ أجزاء مخصصة.
نطاق المواد	المعادن والبلاستيك/الراتنج/البوليمرات/المركبات . خصائص المواد ممتازة.	بشكل متزايد: يعمل الاستشاريون مع المواد البلاستيكية والراتنجات/المعادن في الغالب. خصائص المواد يمكن أن تكون متباينة الخواص.
التعقيد الهندسي	جيد، ولكن محدود بالوصول إلى الأداة. الميزات الداخلية صعبة.	ممتاز. يفتح الأشكال العضوية المعقدة (الشبكات والقنوات الداخلية).
الإعداد والمدة الزمنية	إعداد وبرمجة أطول. وقت دورة أسرع لكل جزء في الحجم.	الحد الأدنى من الإعداد. المهلة الزمنية مستقلة عن عدد الأجزاء؛ مثالية للتحول السريع.
محركات التكلفة	ارتفاع تكلفة المعدات. الهدر المادي في الطرح. الإعداد موجه نحو العمالة.	مرتبط بحجم المادة ووقت الطباعة. نفايات أقل. ارتفاع تكلفة المواد لكل قطعة.
الدقة والانتهاء	ممتاز: دقة عالية، تشطيب ممتاز للسطح.	جيد: دقة الأبعاد تعتمد على التكنولوجيا . قد يتطلب معالجة ما بعد الإنتاج للحصول على لمسة نهائية جيدة.
القوة الرئيسية	تعزيز الدقة والقوة وقدرات قابلية التوسع للتصميمات التي أثبتت جدواها.	إمكانات واسعة لحرية التصميم للتكرار من خلال التصميمات أو الأشكال الهندسية المخصصة.
متى تختار	أجزاء الإنتاج النهائية، والتطبيقات عالية الأداء ، والتفاوتات الصارمة، وأحجام الدفعات الأكبر.	نماذج أولية، تصميمات معقدة/خفيفة الوزن، أجزاء مخصصة/منخفضة الحجم، تجميعات متكاملة.

لقد تم حل معضلة القرار المكلف لاختيار العملية من خلال تجاوز تكلفة وحدة العملية من خلال استكشاف التكلفة الإجمالية للملكية. وبالتالي، فإن الإطار يسهل حساب المفاضلات لكل من عملية CNC وكذلك عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد وبالتالي سوف يساعد في تحقيق أقصى قدر من التخفيض في التكلفة الإجمالية للملكية بما يصل إلى 25-40% من تكاليف التطوير.

لماذا تثق بهذا الدليل؟ الخبرة العملية من خبراء التصنيع LS

هناك العديد من المقالات المتوفرة حول النظرية المتعلقة بالتصنيع باستخدام الحاسب الآلي بالإضافة إلى الطباعة ثلاثية الأبعاد على الإنترنت. الشيء الذي يجعل المقال يستحق القراءة هو أنه مكتوب من تجربة ممارس يدعى LS Manufacturing. لقد مضى أكثر من 15 عامًا على خوض شركة LS Manufacturing المعركة المرتبطة بعملية التصنيع التي تؤثر على التكلفة المتعلقة بالقطعة.

ورشة العمل لدينا تعمل تحت ايزو 9001 أنظمة إدارة الجودة لا هوادة فيها و المجموعة الدولية لجودة الطيران (إياقج) . وفي عملية العمل الفعلية تم اكتساب خبرتنا الحقيقية بشق الأنفس. نحن ندرك جيدًا التناقضات بين الاثنين، ولكن بسبب هذا الوعي يضعنا في مكان لنقرر ما إذا كان جزءًا من طائرة تمت معالجته بجودة السطح المثالية في آلات CNC أو أصالة نماذج أولية مطبوعة بتقنية ثلاثية الأبعاد .

جميع الاقتراحات الواردة أدناه كانت معرفة تم الحصول عليها بشق الأنفس. لقد تعلمنا ما هي معلمات الطباعة ثلاثية الأبعاد، التي تعطي قيمها أعلى قوة لأجزاء الاستخدام النهائي؛ وكيفية تعديل طريقة CNC لمعالجة السبائك ذات درجات الحرارة العالية بشكل فعال. فيما يلي ملخص لجميع معرفتنا المتعلقة بأكثر من 50000 قطعة مخصصة وتساعدك على تجنب الأخطاء المكلفة في تحديد ما إذا كنت ستستخدم أم لا التصنيع باستخدام الحاسب الآلي أو الطباعة ثلاثية الأبعاد .

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

ما هي الاختلافات في هيكل التكلفة بين الطباعة باستخدام الحاسب الآلي والطباعة ثلاثية الأبعاد؟

وبالتالي، لا يمكن أن يتم الاختيار الصحيح للعملية دون تفكيك محدد لمحركات التكلفة. وبالتالي يمكن تحقيق تفكيك عملية تكلفة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي بالإضافة إلى تكلفة الطباعة ثلاثية الأبعاد من خلال استخدام المستند. تسهل الوثيقة عملية تحليل تكاليف التصنيع غير المتحيزة.

مكون التكلفة	التصنيع باستخدام الحاسب الآلي	الطباعة ثلاثية الأبعاد
السائق الأساسي	إن وزن المواد الخام هو العامل الأكثر وزنًا، والذي يترجم إلى 40-60٪ من إجمالي التكاليف.	المواد الخام المتخصصة هي التكلفة الرئيسية، وهو ما يمثل 50-70٪ . المواد الخام المتخصصة هي التكلفة الرئيسية، وهو ما يمثل 50-70٪ .
سائق ثانوي	يعد وقت الماكينة والعمل عنصرًا مهمًا في التكلفة حيث يساهم بنسبة 25%-35% .	استهلاك المعدات والأنظمة تكاليف التجهيز هي 20%-30%.
العامل المتغير الرئيسي	يساهم تآكل الأدوات والمواد الاستهلاكية بنسبة ملحوظة تتراوح بين 10-15% في التكلفة الإجمالية.	تضيف أعمال ما بعد المعالجة لإزالة الدعم وتشطيب السطح تكلفة متغيرة.
حجم الدفعة اقتصادية	يصبح مناسبًا لقطع الألمنيوم العامة للطلبات التي تزيد عن 500 قطعة.	ويظل هذا الخيار مناسبًا للنماذج الأولية والقطع المعقدة وكذلك للطلبات التي تقل عن 500 قطعة .
فرق تكلفة الحجم	عندما يتضمن الأمر أكثر من 1000 قطعة ، فإنه يمكن أن يوفر حوالي 35% من الهندسة المؤهلة بتكلفة أقل لكل جزء.	وستكون تكلفة الجزء هي نفسها تقريبًا، مما يعني أنه لن يكون هناك وفورات الحجم في هذه الحالة.

في إشارة إلى تكلفة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ، من المثالي أن يكون هناك إنتاج بكميات كبيرة. ومع ذلك، فإن تكلفة الطباعة ثلاثية الأبعاد ستكون الأمثل لتعقيد الحجم المنخفض. للحصول على تحليل فعال لتكاليف التصنيع ، قم أولاً بحساب التكاليف بحجم الدفعة المحدد لديك. في حالة أن حجمك يزيد عن 500 وحدة، يجب عليك إجراء تحليل تنافسي للتكلفة الإجمالية للملكية ، وفي هذه الحالة، سيكون CNC هو الأمثل.

كيف يتم اختيار عملية التصنيع المثالية بشكل علمي بناءً على حجم الدفعة؟

لاتخاذ قرار مستنير بشأن عملية الإنتاج التي ستثبت أنها الأكثر فعالية في وضع الأعمال الحالي، هناك حاجة لاستخدام الاستراتيجيات القائمة على البيانات وليس القاعدة العامة. البيانات المقدمة لاتخاذ قرار منهجي بشأن اختيار الإنتاج كبير الحجم هي كما يلي:

إنشاء إطار التقييم متعدد العوامل

سوف نقوم بفحص تبسيط الاختيار من خلال النظر في ثلاثة متغيرات في وقت واحد، وهي حجم الدفعة، وتعقيد الجزء، والمهلة الزمنية المطلوبة. خذ، على سبيل المثال، نفس سيناريو الحجم، حيث سيكون للقوس البسيط وحامل المحرك بناءً على الهيكل نقاط اقتصادية مختلفة بالمقارنة. ستوفر المصفوفة قيمًا مرجحة للمتغيرات، وبالتالي استبعاد الآراء واستخدام تحليل تكلفة التصنيع بدلاً من ذلك.

تحديد عتبة حجم الدفعة الأولية

تم استخدام أكثر من 125 مشروعًا لتطوير القاعدة الأولى. نقطة التقاطع لتوقعات التكلفة لـ خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد وتقدر قيمة خدمة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي للمكونات الهندسية البسيطة بين 80 و100 قطعة . وذلك لأن التكلفة العالية للبرمجة الأولية والإعداد لـ CNC يتم استهلاكها بسرعة، في حين تظل التكاليف الإضافية خطية إلى حد كبير مع عدد الأجزاء، مما يجعلها خيار الإنتاج ذو الحجم الكبير الأقل كفاءة.

التكيف مع التعقيد: النقطة الحرجة الثانوية

تصبح الأجزاء المعقدة هندسيًا والتي تحتوي على ممرات داخلية وشبكات بيولوجية ذات صلة في هذه المرحلة. في مثل هذه الحالات، على الرغم من أن القدرة التنافسية التاريخية من حيث التكلفة المستندة إلى إنتاج CNC ستنخفض لأن المشكلات المرتبطة بالتصنيع تزيد من وقت المعالجة، إلا أن هذه التأثيرات تصبح أقل تأثيرًا بسبب الحرية الهندسية المقدمة للطباعة ثلاثية الأبعاد ، وبالتالي إعاقة التكلفة الباهظة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي متعدد المحاور والانتقال إلى خدمة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي في دراسات الحالة - مما يؤدي إلى قيم تقاطع بين 200 إلى 300 وحدة .

في استخدام مثل هذا النهج، تتضمن العملية الأولى تعيين مستويات التعقيد في المكون الخاص بك أثناء تصميم المكون الخاص بك بناءً على الدفعة المستهدفة. وحدات التخصيص لتطبيق مثل هذا النهج في الأقل تعقيدا تشمل وحدات من 80-100، في حين أن وحدات مقياس 200-300 هي للتصاميم المعقدة.

كيف يمكن مقارنة فعالية التكلفة للمواد المختلفة في العمليتين كمياً؟

تعتبر تكلفة المواد عاملاً مهمًا في تحديد اختيار عملية التصنيع ؛ الأرقام الأولية مضللة للغاية عندما يتم إخراجها من السياق. يتم قياس المقارنة الاقتصادية في أعداد تكلفة الطباعة ثلاثية الأبعاد للمساحيق المتخصصة مقابل تكلفة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي للمواد السائبة في هذا العمل وتوفر المعلومات اللازمة لتطوير مقارنة واقعية.

عامل	التصنيع باستخدام الحاسب الآلي	الطباعة ثلاثية الأبعاد
تكلفة المواد الخام	تكلفة شريط ولوحة المواد السائبة أقل: على سبيل المثال، ~ 8 دولارات/كجم لـ 316 لترًا .	يعد مسحوق المواد الأولية المتخصصة والراتنج أكثر تكلفة بكثير: على سبيل المثال، حوالي 120 دولارًا أمريكيًا/كجم لـ 316 لترًا .
الاستخدام الفعال	تقليديا، يبلغ معدل استخدام المواد 40-60% ، مع هدر كميات كبيرة من المواد عن طريق عملية الطرح.	استخدام المواد المغذية بنسبة 100% تقريبًا، بالإضافة إلى تقليل هدر هيكل الدعم.
رافعة التحسين الرئيسية	يمكن أن يؤدي التداخل الاستراتيجي وبرمجة CAM المحسنة للغاية إلى زيادة مستوى الاستخدام إلى ما يصل إلى 85% ، ويمكن أن تنخفض تكلفة عملية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي بمقدار كبير.	يركز تحسين التكلفة في المقام الأول على تعظيم الاستفادة من حجم غرفة البناء وخفض كمية هياكل الدعم.
عتبة الدفعة الاقتصادية	عند تحليل حالة منتج مصنوع من مادة 316L، فإن التصنيع باستخدام الحاسب الآلي الأمثل تعتبر أكثر اقتصادا من الطباعة ثلاثية الأبعاد عندما يتجاوز حجم الإنتاج 150 وحدة .	يحتفظ بميزة الأحجام المنخفضة جدًا ( <50 ) والأشكال الهندسية شديدة التعقيد حيث تكون نفايات CNC باهظة الثمن.
التكلفة الإجمالية ايم ميثاق	بعد التحسين، يمكن أن تكون تكلفة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي للدفعات التي تزيد عن 150 وحدة أقل بنسبة تصل إلى 42% من البديل الإضافي.	لا يوجد فرق كبير فيما يتعلق بتكلفة القطعة الواحدة، وبالنسبة للأشكال البسيطة، فإن قابلية التوسع غير ممكنة.

أثناء البحث عن الاختيار الأمثل لعملية التصنيع ، يجب تحديد قيمة تكلفة المادة الفعالة لكل جزء، والتي ستكون، بالنسبة لـ CNC، ( التكلفة الفارغة/معدل الاستخدام ) على النقيض من ( وزن المسحوق * تكلفة المسحوق ) لـ الطباعة ثلاثية الأبعاد . يجب أن تركز الكميات التي تزيد عن 150 وحدة على استخدام CNC لإنتاج الأجزاء، جنبًا إلى جنب مع التداخل المتقدم لتحقيق أقصى قدر من معدل الاستخدام.

الشكل 2: تقييم تكلفة الأجزاء الدقيقة المنتجة عبر التصنيع باستخدام الحاسب الآلي بواسطة شركة LS Manufacturing

كيف يؤثر تعقيد الجزء على اقتصاديات اختيار العملية؟

أسباب المحور هي تعقيد الأجزاء، وتأثيره يعكس الانهيار النموذجي الذي يظهر في نماذج التكلفة للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي مقابل الطباعة ثلاثية الأبعاد . يؤدي دمج القنوات الداخلية أو الشبكات أو الأشكال العضوية إلى الأجزاء الهندسية إلى أن تكون التحليلات النموذجية التي يتم إجراؤها بواسطة الجزء أو الحجم مطابقة صحيحة لاختيار عملية التصنيع دون المستوى الأمثل. هذه هي الطريقة التي يمكن بها تطبيق القيمة الاقتصادية للتعقيد للدلالة

تحديد وقياس التعقيد في نماذج التكلفة

• كيف نقوم بقياسها: بدلاً من استخدام مقياس شخصي، نقوم بقياس مدى تعقيد عملية CNC بناءً على الوصول إلى المعدات، والمعالجة الثانوية، والتركيبات الخاصة ماكينة سي ان سي .
• التطبيق العملي: في حالة القالب المبرد المطابق، كان التأثير هو أن التصنيع باستخدام الحاسب الآلي يجب أن يتم في 5 إعدادات، بينما استغرقت الطباعة ثلاثية الأبعاد إعدادًا واحدًا، وبالتالي التحقق من صحة الافتراض بأنه سيكون هناك انخفاض بنسبة 60٪ في التكلفة وخفض الوقت من 3 أسابيع إلى 5 أيام .

الاستفادة من مبادئ التصميم للتصنيع الإضافي (DfAM).

1. كيف نقوم بدمج DfAM: لا يعتبر تحسين الهيكل خطوة وسيطة؛ يتم دمجها مع تحليل قابلية التصنيع وذلك لتوحيد التجميعات.
2. النتيجة المحققة: في أ جهاز طبي في السيناريو، مكنت هذه التقنية من إنشاء جزء محسّن كان أخف بنسبة 40% وأقل تكلفة بنسبة 35% في الإنتاج مقارنة بالتجميع المعقد الأصلي الذي تم تحقيقه باستخدام آلة CNC.

حساب نقطة التعادل المعدلة حسب التعقيد

• كيف نصمم التحول: نقوم بتعديل حساب التعادل بناءً على الحجم لمراعاة التعقيد عن طريق إضافة عامل تعقيد يزيد من تكاليف CNC.
• القرار المبني على البيانات: يعني أنه مع تزايد تعقيد الأجزاء داخليًا، قد تكون هناك نقطة تقاطع اقتصادي أخرى يمكن أن تكون أكبر من 300 وحدة لتحديد موعد التحول من الطباعة ثلاثية الأبعاد إلى التصنيع الآلي بدلاً من 100 وحدة . وهذا تحول جذري في اختيار عملية التصنيع .

لتحقيق هذا الهدف المحدد، عليك أن تحدد عقوبة التعقيد الخاصة بك فيما يتعلق بالجزء الخاص بك. بافتراض أن لديك عقوبات تعقيد من جانبك، سيكون هدفك الجديد هو إعطاء تفضيلك لخدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد للنماذج الأولية أو للمقال الأول. عندما تنتقل إلى اختيار عملية التصنيع النهائية، ستستخدم طريقتك الجديدة لتحليل التعادل، وليس استخدام الطريقة التقليدية لتعادل الحجم. سيعطيك هذا الدقة المطلوبة لشراء قطع الغيار الثمينة الخاصة بك.

ما هي التأثيرات الرئيسية لمتطلبات الدقة على اختيار العملية؟

عند إجراء مقارنة بين خدمة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي وخدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد ، هناك متطلبات التسامح التي يمكن أن تتعارض مع جوانب التكلفة. يمكن أن يصل بسهولة إلى مرحلة لن يكون فيها استخدام الماكينة على مستوى عالٍ من التسامح فعالاً من حيث التكلفة فيما يتعلق بعدم تسليم مواصفات الوظائف وفقًا لعملية الإضافة ضمن المستند التالي:

رسم خرائط التفاوتات الحرجة لقدرة المعالجة

نقوم بتقييم هذه المعايير في مصفوفة الجدوى. المعايير هي أيضا عملية محددة. المعايير مستمدة من متطلبات المخطط. قد تتضمن المعايير تفاوتًا قدره ±0.025 مم ، وهو معيار مؤشر في خدمة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ولكنه غير ذي صلة في خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد ( ±0.2 مم ). ويمكن القيام بذلك من حيث الأبعاد الحرجة مقابل الأبعاد غير الحرجة.

تحديد التكلفة الحقيقية للمعالجة اللاحقة للتأكد من دقتها

منهجنا يصمم العمليات الإضافية المطلوبة أجزاء الطباعة ثلاثية الأبعاد لتوفير تشطيبات سطحية بجودة CNC، وبالتالي معالجة مشكلة التكلفة الخفية. بالنسبة للتشطيبات السطحية Ra 0.8μm ، فإننا نقدم حسابات حول الوقت الإضافي والتكاليف اللازمة لتصنيع جزء شبه شبكي للطباعة ثلاثية الأبعاد على المعالجة من المخزون الصلب ودمجها في تحليل تكلفة التصنيع الإجمالية.

تنفيذ التصنيع الهجين كحل استراتيجي

حسب الحاجة، نستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد في إنشاء أشكال معقدة بالقرب من الشبكة لتوفير المواد والتي يمكن بعد ذلك الانتهاء منها بدقة باستخدام خدمة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي حسب الحاجة. ساعدت هذه التقنية أيضًا عملائنا على توفير 25% من التكلفة الإجمالية مع تقليل هدر المواد في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي والمعالجة اللاحقة للأجزاء المصنعة بشكل إضافي.

ولهذا الغرض، أنا يتطلب منك إجراء تدقيق لرسم المكون من أجل تحديد التفاوتات المحلية العامة وكذلك الحرجة. بالنسبة للمنتجات التي تظهر تفاوتات عالمية وكذلك حرجة، يمكنك إنشاء خطة تصنيع مختلطة لإنتاج النموذج الأولي باستخدام خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد للمكون المعقد بالإضافة إلى المكونات الوظيفية التي يتم إجراؤها من خلال التصنيع باستخدام الحاسب الآلي . تركز المنهجية المستخدمة في RFA على الدقة التي تتمتع بالعمق التكنولوجي للتكلفة والدقة للأداء الحاسم.

كيف ينبغي تحسين اختيار العملية عندما تكون المواعيد النهائية للتسليم ضيقة؟

إن المواعيد النهائية بطبيعتها العاجلة تقوض جميع المعايير التقليدية لاختيار العملية حيث يتم التركيز على وزن التكاليف على عامل السرعة. توجد طريقة تكتيكية يمكن من خلالها التعامل مع تلك المشاريع التي تتضمن توقيتًا ضيقًا من أجل ضمان أفضل النتائج للعمل في ظل المواعيد النهائية المقيدة بالوقت:

اختيار العملية الاستراتيجية على أساس معالم المشروع

نقوم بتفصيل الفترة الزمنية لمواءمة كل مرحلة مع التدفق الأمثل للعملية. لإنشاء نماذج أولية للتحقق من صحتها خلال 1-3 أيام ، ولعملية إنشاء النماذج الأولية، سنستفيد من خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد . بالنسبة للنماذج الأولية الوظيفية ووقت الوصول إلى السوق بشكل أسرع، ولكن دون التقيد بعملية واحدة في وقت مبكر جدًا، فسوف نستفيد منها خدمة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي بعد تجميد التصميم

تنفيذ المعالجة المتوازية لضغط المهل الزمنية

للتخفيف من الصعوبة الناجمة عن الحاجة إلى اختناقات التسلسل، نقوم بتنفيذ أنشطة المسار الحرج بشكل متزامن. عندما تقوم إحدى خدمات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ببرمجة المرور الأخير، قد تتضمن مهمة أخرى بناء أداة الجسر وتجميع التركيبات لخدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد . سمحت هذه الطريقة بتقليل وقت التسليم بنسبة 30% على الأقل لطلب الطوارئ المكون من 50 قطعة .

الاستفادة من المخزون الرقمي للمكونات المهمة

نظرًا لأن هذه الطلبات عاجلة ومتكررة، فإننا نقوم بالتوجيه المسبق والاحتفاظ بمخزون المواد الخام/المكونات القياسية التي يتم استخدامها بشكل متكرر. وبالتالي، فإن خدمة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي لا تحتاج إلى الانتظار لمدة 2-3 أيام لشراء المواد، وبالتالي يمكن أن تصبح خيارًا لائقًا حتى في اختيار الإنتاج الكبير الحجم ، حيث أن كل ما تبقى هو التصنيع المميز.

للعمل، يجب أن يتوافق الجدول الزمني مع مستوى الإنجاز: تطبيق الطباعة ثلاثية الأبعاد قبل 72 ساعة على المنتجات الأولى، ثم استخدام الحاسب الآلي مرة واحدة لأكثر من 20 منتجًا . يجب أن يتم التفاعل مع الموردين في أسرع وقت ممكن من أجل التخطيط للتنفيذ الموازي. وهذا يتيح خفة الحركة في التنفيذ التنافسي.

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

كيف نوازن بين التكلفة والأداء من خلال التصنيع الهجين؟

يعد السؤال الاستراتيجي حول ما إذا كان سيتم استخدام التصنيع باستخدام الحاسب الآلي مقابل الطباعة ثلاثية الأبعاد أحد المعضلات الثنائية الزائفة. يحل التصنيع الهجين هذه المشكلة لأنه يتضمن التكامل الاستراتيجي لكلتا العمليتين في مكون واحد لإنتاج شيء ذي قيمة لا يمكن لأي منهما توليده بمفرده. تعرض الوثيقة الأساس المنطقي وراء اختيار عملية التصنيع المتكاملة:

تفكيك مكون تخصيص العمليات الإستراتيجية

1. كيف نحلل الجزء: يتم إجراء التحليل الهندسي والوظيفي لتحديد مناطق التطبيق لكل نوع من أنواع التقنيات.
2. التطبيق العملي: يتم تخصيص قنوات التبريد المطابقة في قالب النخبة للطباعة ثلاثية الأبعاد ، في حين يتم أخذ أسطح الختم/التركيب المهمة في الاعتبار من أجل الدقة باستخدام الحاسب الآلي. سمحت هذه التقنية الهجينة بتكلفة wynndlad، والتي كانت أقل بنسبة 40٪ .

التصميم للتصنيع الهجين من البداية

• كيف نقوم بتنفيذ DfAM وDFM بشكل متزامن: تم تصميم الشكل القريب من الشبكة باستخدام DfAM للطباعة ثلاثية الأبعاد ، مع بيانات المسند والمواد الزائدة في مناطق الواجهة المهمة.
• النتيجة المحققة: ستوفر الهندسة اللازمة لمزيد من التقدم التصنيع باستخدام الحاسب الآلي لتحقيق التفاوتات المسموح بها ± 0.025 مم للختم المحكم، بالإضافة إلى خصائص المواد لقيمة تشطيب السطح Ra 0.8μm .

التحقق من صحة الأداء ومكاسب التكلفة من الناحية الكمية

1. كيف نمثل القيمة الإجمالية: سيتم حساب القيمة الإجمالية بناءً على قيمة تخفيض الوزن وتحسين الأداء والتكاليف الإجمالية.
2. النتيجة المستندة إلى البيانات: فيما يتعلق بتصنيع قطع غيار السيارات، أتاحت هذه المنهجية تحقيق انخفاض في الوزن بنسبة تصل إلى 25% باستخدام الشبكات العضوية (الطباعة ثلاثية الأبعاد) وتعزيز نقاط الماكينة بنسبة 20% مقارنة بالأجزاء الآلية أو المطبوعة بتكلفة مخفضة.

بدءًا من العملية الهجينة لتصنيع الجزء الخاص بك، سيتعين عليك تحليل تفاصيل المكونات الخاصة بك بناءً على الميزات، والميزات المعقدة المفوضة للطباعة ثلاثية الأبعاد ، بينما سيتم تفويض الأسطح الوظيفية للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي . سيتم تصميم الجزء الهجين بميزات تثبيت مدمجة في تصميم الجزء الخاص بك. يتجاوز هذا التوليف الاستراتيجي القرار القياسي للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي مقابل الطباعة ثلاثية الأبعاد ، مما يوفر اختيارًا فائقًا لعملية التصنيع للتطبيقات عالية القيمة.

كيف يمكن التحكم في التكاليف من خلال تحسين العملية في الإنتاج بكميات صغيرة؟

تواجه دفعة الإنتاج الصغيرة بعض مشكلات التكلفة الفنية التي من الضروري تجاهل الاقتصاد في الحجم. وهنا، قد لا يكون العلاج الطبيعي فعالاً؛ ولذلك، يعد تحسين العملية بمثابة مساعدة كبيرة في تقليل التكلفة. توضح المناقشة أدناه إمكانيات تقليل التكلفة التي تنطوي عليها تكلفة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي و تكلفة الطباعة ثلاثية الأبعاد عندما يكون الإنتاج أقل من 100 وحدة:

توحيد تسلسلات التصنيع لخفض الإعداد

نظرًا لارتفاع تكاليف التهيئة، نقترح إنشاء مكتبة لإجراءات التشغيل الآلي ومسارات الأدوات الشائعة. يتيح لنا ذلك توفير ما يصل إلى 50% من وقت البرمجة والتثبيت للأجزاء المماثلة، وبالتالي خفض تكلفة المعالجة باستخدام الحاسب الآلي لكل دفعة والسماح بأوقات تسليم أسرع تصل إلى 40% .

تنفيذ أنظمة التثبيت المعيارية

بدلاً من تصميم التركيبات للأعمال الجديدة، فإننا نستخدم الآن نظام شبكي معياري يشتمل على مشابك قابلة للتعديل ومحددات مواقع للسماح باستخدام نفس التركيبات في سلسلة كاملة من المشاريع المختلفة. إزالة الحاجة إلى أعمال تصميم التركيبات بشكل فعال والتي تعد واحدة من أكبر محركات التكلفة لتكلفة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي بكميات صغيرة.

الاستفادة من تحسين الدفعة في التصنيع الإضافي

في إطار جهودنا لخفض تكلفة الطباعة ثلاثية الأبعاد ، تمكنا من استيعاب أجزاء متعددة للعملاء في قطعة واحدة مما يزيد من حجم الغرفة. يتيح لنا برنامج التداخل الذي نستخدمه الاستفادة من الحجم بشكل فعال من خلال تعويض تكلفة الماكينة باستخدام الحجم الكبير للأجزاء. ولذلك، شهدت قطع العملاء توفيرًا في التكلفة بنسبة 30% لحجم عمل يتراوح من 5 إلى 10 قطع .

فيما يتعلق باحتواء التكاليف، قم بتحليل العمليات الخاصة بك لتوحيد إعداد CNC. فيما يتعلق بالطباعة ثلاثية الأبعاد ، فمن الضروري للغاية الجمع بين جميع الطلبات لبناء كثافة الحجم. من الناحية الاستراتيجية، يتيح هذا التحسين القائم على العملية إمكانية إنتاج دفعات صغيرة لبدائل إستراتيجية أخرى قبل اتخاذ خيار إنتاج استراتيجي كبير الحجم .

الشكل 4: مقارنة تكلفة وخدمات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي والطباعة ثلاثية الأبعاد بواسطة شركة LS Manufacturing

تصنيع LS: تحسين إنتاج الدعامات الملاحية الجراحية

هذا دراسة الحالة يوضح كيف تم التغلب على مفترق الطرق الحاسم المقدم في تصنيع LS من خلال الجمع بين كل من العالم الإضافي والعالم الطرحي لتوفير حل قابل للتطبيق لإنتاج الأجهزة الطبية، مما يجسد أفضل ما نقوم به في مفترق طرق حاسم بين التصنيع باستخدام الحاسب الآلي المعقد والطباعة ثلاثية الأبعاد :

تحدي العميل

تطلبت الشركة التي طورت الأجهزة الطبية أقواس ملاحة جراحية تحتوي على 200 قطعة من مادة Ti-6Al-4V ELI من الدرجة 23 وتفاوتات تجويف تبلغ ±0.05 مم . عرض الأسعار المتعلق بالعملية بأكملها خدمة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ذات 5 محاور تجاوز هامش الميزانية بنسبة 45% ولكن يمكن تقديمه خلال 4 أسابيع فقط. وفي الوقت نفسه، على الجانب الآخر، لم تتمكن العملية الكاملة لخدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد من توفير قوة شد كافية ودقة سطحية حرجة حسب الحاجة.

حل التصنيع LS

هيكل شبكي للمكون لأنه سيمكن من تصميم هيكل الدعم الأمثل وبالتالي تقليل المعالجة اللاحقة. ستخضع أسطح تحديد المواقع الرئيسية والتجاويف بعد ذلك للمعالجة بواسطة آلة CNC ذات 5 محاور من أجل تحقيق التسامح المطلوب الذي يبلغ ±0.05 مم وRa البالغ 0.8 ميكرومتر .

النتائج والقيمة

انخفضت التكلفة الإجمالية بنسبة 38% ، وتم تقليص المهلة الزمنية من 4 أسابيع إلى 12 يومًا . تم تخفيض الوزن النهائي للجزء بنسبة 30% . تم توسيع وقت الوصول إلى السوق بمقدار أسبوعين ؛ ومع ذلك، تم تعزيز الهامش بنسبة 22٪ . وقد تم تحقيق ذلك مع الحفاظ على الدقة الجراحية.

وينعكس هذا في هذا الوضع بالذات 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 تم تحقيق الفوائد من حيث مزايا السوق التقنية في الصناعة الطبية.

انقر أدناه للحصول على تحليل احترافي لعمليات الطباعة باستخدام الحاسب الآلي والطباعة ثلاثية الأبعاد وحل مشاكل مشروعك.

كيفية إنشاء عملية صنع القرار في عملية التصنيع العلمي؟

يتم ضمان القضاء على التخمين في اختيار عملية التصنيع من خلال طريقة منهجية لتحليل البيانات. يمكن معالجة ذلك عن طريق تحويل الشروط المعقدة لمواصفات الأجزاء إلى نظام تسجيل بيانات يسهل المقارنة والتباين في المفاضلات بين خدمة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي وخدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد من حيث:

تفكيك المتطلبات إلى معلمات مرجحة

بالنسبة لمتطلبات التصفية العامة، ينقسم المشروع إلى 12 بُعدًا بارامتريًا، بدءًا من حجم الدفعة، والتعقيد الهندسي، والتسامح، والمواد، وصولاً إلى التسامح الحرج ، وسيتم تعيين جميعها أوزان ديناميكية لمعلمات مثل الانتهاء من السطح ، والتي ستكون أهميتها مختلفة، على سبيل المثال، بالنسبة للإسكان المحمل مقارنةً بمكون الأنابيب.

تنفيذ تحليل السيناريو الخوارزمي

بل في نظامنا المقارنة هي ACC مصحوبة بعمليات المحاكاة. تقوم الخوارزمية بتحليل مئات السيناريوهات المتعلقة بعملية الإنتاج، وحساب التكلفة المطلوبة بالإضافة إلى وقت المعالجة من حيث مجرد خدمة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ، فقط حل الطباعة ثلاثية الأبعاد ، وبالتالي، حتى الخدمات المختلطة بين هذين الحلين الإنتاجيين. تحدد الخوارزمية بالضبط مكان تقاطع دالة التكلفة، مما يشير إلى الأشكال التي توجد بها ميزة تكلفة تتراوح بين 20% إلى 40% من خلال منهجية الإنتاج المختلط هذه.

إنشاء خارطة طريق للتنفيذ قابلة للتنفيذ

وستكون النتيجة بروتوكولاً كاملاً ومفصلاً، وليس مبادئ توجيهية. سيحدد البروتوكول الترتيب، ويحدد الوظائف التي سيتم تنفيذها من خلال أي طريقة للبروتوكول المختلط، ويضع جدولًا زمنيًا مقسمًا إلى مراحل. سيصبح الإجراء المعقد لاختيار عملية التصنيع وظيفة قابلة للتنفيذ بسهولة، مما يؤدي إلى إخراج الكثير من النفقات العامة للمشروع لصالح العميل.

للقيام بذلك، يتعين عليك تحديد السمات الرئيسية الـ 12 للجزء الخاص بك بشكل منهجي، مع التركيز على جوانب حجم الدفعة والتعقيد والمواد، وإجراء مقارنة بين وقت المشروع ومخاطر الجودة باستخدام البيانات. ومن خلال القيام بذلك، سوف تكون قادرًا على تطوير التطور الفني لجعل اختيار العملية عامل تمييز رئيسي وليس قيدًا.

الأسئلة الشائعة

1. أين تقع نقطة انعطاف التكلفة بين التصنيع باستخدام الحاسب الآلي والطباعة ثلاثية الأبعاد عادةً؟

يتم الوصول إلى نقطة الانعطاف في تكلفة المكونات البسيطة في الهيكل عندما تكون بين 80-150 ، بينما في الهياكل المعقدة، يتم تحقيق ذلك عندما تكون بين 200-300 . يعتمد هيكل التكاليف على تعقيد المواد والتقديرات الدقيقة.

2. هل الطباعة ثلاثية الأبعاد أكثر اقتصادًا حقًا لإنتاج الدفعات الصغيرة؟

فيما يتعلق بالمكونات المعقدة التي تصل 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 الحاسب الآلي .

3. كيفية تقييم فروق الأداء بين العمليتين؟

تبلغ معاملات الكثافة والخواص للأعضاء التي تنتجها عملية CNC 100% ، بينما بالنسبة لـ 3DP، فإنها تمتلك خصائص الخواص، وفي الواقع، تبلغ معاملات القوة 80-95% فقط من المكونات المزورة.

4. هل يمكن للطباعة ثلاثية الأبعاد تقليل تكاليف الإنتاج الضخم؟

إذا تجاوز حجم الدفعة 5000 وحدة ، فإن إنتاج CNC يشهد وفورات الحجم وستكون التكاليف أقل بنسبة 40-60٪ من الطباعة ثلاثية الأبعاد . يمكن استخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد للإنتاج على نطاق صغير .

5. كيف يحقق التصنيع الهجين تحسين التكلفة؟

تهتم الطباعة ثلاثية الأبعاد بالميزات المعقدة، بينما تهتم التصنيع باستخدام الحاسب الآلي بالمكونات المهمة. سيساعد الجمع بين الاثنين السابقين على تقليل التكلفة بنسبة 30-40% بالإضافة إلى تحسين الأداء بما يزيد عن 20% .

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

مطلوبة بيانات المواد والملفات ثلاثية الأبعاد وحجم الدفعة ومستوى الدقة المطلوبة. سيتم إرسال التقدير المقارن إلى العميل من قبل فريق التصنيع في LS في كلتا الحالتين خلال ساعتين من تلقي التفاصيل.

7. كيف يؤثر تطوير المواد الجديدة على اختيار العملية؟

تعتبر المركبات عالية الأداء مناسبة للطباعة ثلاثية الأبعاد، في حين أن المواد عالية التوصيل سوف تجد تطبيقًا في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي. يتطلب وجود العمليات المناسبة للمواد معرفة خصائص المواد.

8. كيفية تقليل تكاليف التصنيع باستخدام الحاسب الآلي على نطاق صغير؟

من خلال استخدام العمليات القياسية والمعدات المعيارية وإدارة المواد، فإن شركة LS Manufacturing قادرة على تقليل تكاليف CNC للدفعات الصغيرة بنسبة 25-30% والمهل الزمنية بنسبة 35% .

ملخص

من خلال هندسة قيمة اختيار العملية العلمية، يمكن لشركات التصنيع زيادة التكلفة إلى أقصى حد، بالإضافة إلى تسريع وقت الوصول إلى السوق. إن عملية اتخاذ القرار التي طورتها شركة LS Manufacturing بالقيم الفعلية ستكون مفيدة للعديد من العملاء لتحقيق وفورات في التكاليف تتراوح بين 25% و40% .

لمقارنة حلول العمليات المخصصة وعروض الأسعار المناسبة، يُطلب منك ذلك اتصل بالمجموعة الفنية من LS Manufacturing على الفور للاستفادة من تحليل التكلفة ونصائح التحسين بشأن كلا الخيارين.

احصل الآن على تحليل احترافي لعملية التصنيع باستخدام الحاسب الآلي والطباعة ثلاثية الأبعاد لحل مشكلات اختيار مشروعك بدقة!

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

تنصل

محتويات هذه الصفحة هي لأغراض إعلامية فقط. خدمات التصنيع LS لا توجد أي إقرارات أو ضمانات، صريحة أو ضمنية، فيما يتعلق بدقة أو اكتمال أو صحة المعلومات. لا ينبغي استنتاج أن المورد أو الشركة المصنعة التابعة لجهة خارجية ستوفر معلمات الأداء والتفاوتات الهندسية وخصائص التصميم المحددة وجودة المواد ونوعها أو التصنيع من خلال شبكة تصنيع LS. إنها مسؤولية المشتري. تتطلب أجزاء الاقتباس تحديد المتطلبات المحددة لهذه الأقسام. يرجى الاتصال بنا للحصول على مزيد من المعلومات .

فريق التصنيع LS

LS Manufacturing هي شركة رائدة في الصناعة . التركيز على حلول التصنيع المخصصة. لدينا أكثر من 20 عامًا من الخبرة مع أكثر من 5000 عميل، ونركز على التصنيع باستخدام الحاسب الآلي عالي الدقة، تصنيع الصفائح المعدنية الطباعة ثلاثية الأبعاد, صب الحقن . ختم المعادن ، وغيرها من خدمات التصنيع وقفة واحدة.
تم تجهيز مصنعنا بأكثر من 100 مركز تصنيع خماسي المحاور متطور، حاصل على شهادة ISO 9001:2015. نحن نقدم حلول تصنيع سريعة وفعالة وعالية الجودة للعملاء في أكثر من 150 دولة حول العالم. سواء كان الإنتاج صغير الحجم أو التخصيص واسع النطاق، يمكننا تلبية احتياجاتك من خلال أسرع تسليم خلال 24 ساعة. اختر تصنيع LS. وهذا يعني كفاءة الاختيار والجودة والكفاءة المهنية.
لمعرفة المزيد، قم بزيارة موقعنا: www.lsrpf.com .