CNC-Bearbeitung VS. 3D-Druck: Wie wählen Sie basierend auf Kosten und Volumen Ihren Servicebedarf aus?

CNC-Bearbeitung vs. 3D-Druck ist ein Auswahlproblem für die Mitglieder des Entwicklungsteams und führt daher zu kostspieligen Entscheidungsfehlern. Der traditionelle Richtungsfluss ist mit einem Mangel an Daten verbunden, was dazu führt, dass Projekte ihr Budget überschreiten und sich Projektlaufzeiten verzögern. Der kommende Bericht wird darlegen, wie die Hürde der Erfahrung für eine fundierte Entscheidungsfindung überwunden werden kann.

Die Lösung für dieses Dilemma besteht darin, mithilfe von Datenanalysen die wahren Kostentreiber zu identifizieren. Die Relevanz unseres Ansatzes bei der Ermittlung der Gesamtbetriebskosten und nicht die Kosten pro Einheit bei der Erstellung von Entscheidungshilfen für die Wahl zwischen CNC-Maschinen und 3D-Druck kann daher als positiver Beitrag zur Erzielung von Kosteneinsparungen angesehen werden.

CNC-Bearbeitung vs. 3D-Druck: Kurzanleitung

Das kostspielige Entscheidungsdilemma der Prozessauswahl wurde gelöst, indem über die Stückkosten des Prozesses hinaus die Gesamtbetriebskosten untersucht wurden. Somit erleichtert das Framework die Berechnung von Kompromissen sowohl für den CNC-Prozess als auch für die 3D-Druckverfahren und wird somit dazu beitragen, die Gesamtbetriebskosten um 25–40 % der Entwicklungskosten zu senken.

Warum diesem Leitfaden vertrauen? Praxiserfahrung von LS-Fertigungsexperten

Es gibt viele Artikel zur Theorie, die sich auf die CNC-Bearbeitung sowie den 3D-Druck beziehen, im Internet. Was den Artikel lesenswert macht, ist, dass er auf der Erfahrung eines Praktikers namens LS Manufacturing basiert. Seit mehr als 15 langen Jahren kämpft LS Manufacturing mit dem Kampf, der mit dem Bearbeitungsprozess verbunden ist und sich auf die Kosten eines Teils auswirkt.

Unsere Werkstatt arbeitet unter ISO 9001 kompromisslose Qualitätsmanagementsysteme und die Internationale Qualitätsgruppe für Luft- und Raumfahrt (IAQG) . Erst im eigentlichen Arbeitsprozess wurde unser wahres Fachwissen mühsam erarbeitet. Wir sind uns der Diskrepanzen zwischen beiden durchaus bewusst, aber aufgrund dieses Bewusstseins sind wir in der Lage zu entscheiden, ob es sich um ein Flugzeugteil handelt, das in CNC-Maschinen mit der idealen Oberflächenqualität bearbeitet wurde, oder um die Authentizität 3D-gedruckte Prototypen .

Bei allen unten aufgeführten Vorschlägen handelte es sich um hart erkämpftes Wissen. Wir haben die Parameter des 3D-Drucks kennengelernt, deren Werte die höchste Festigkeit für Endverbrauchsteile ergeben; und wie man die CNC-Methode modifiziert, um Hochtemperaturlegierungen effektiv zu verarbeiten. Nachfolgend finden Sie eine Zusammenfassung unseres gesamten Wissens zu mehr als 50.000 kundenspezifischen Teilen und helfen Ihnen, kostspielige Fehler bei der Entscheidung für die Verwendung zu vermeiden CNC-Bearbeitung oder 3D-Druck .

Abbildung 1: Vergleich und Kostenbewertung verschiedener Produktionsmethoden von LS Manufacturing

Was sind die Unterschiede in der Kostenstruktur zwischen CNC- und 3D-Druck?

Die richtige Auswahl des Verfahrens kann daher nicht ohne eine gewisse Dekonstruktion der Kostentreiber erfolgen. Die Dekonstruktion des CNC-Bearbeitungskostenprozesses sowie der 3D-Druckkosten kann somit durch die Verwendung des Dokuments erreicht werden. Das Dokument erleichtert einen unvoreingenommenen Herstellungskostenanalyseprozess.

In Bezug auf CNC-Bearbeitungskosten , ist es ideal, dass es eine Massenproduktion gibt. Allerdings wären die Kosten für den 3D-Druck bei geringer Volumenkomplexität am optimalsten. Für eine umsetzbare Analyse der Herstellungskosten berechnen Sie zunächst die Kosten für Ihre spezifische Losgröße. Falls Ihr Volumen über 500 Einheiten beträgt, müssen Sie eine wettbewerbsfähige TCO-Analyse durchführen. In diesem Fall wäre CNC am besten geeignet.

Wie wählt man wissenschaftlich den optimalen Herstellungsprozess basierend auf der Losgröße aus?

Um eine fundierte Entscheidung darüber zu treffen, welcher Produktionsprozess sich in der aktuellen Geschäftssituation als der effektivste erweisen wird, bedarf es der Nutzung datengesteuerter Strategien und nicht einer Faustregel. Die Daten, die für eine systematische Entscheidung über die Wahl der Großserienproduktion herangezogen werden, lauten wie folgt:

Etablierung des Multi-Faktor-Bewertungsrahmens

Wir werden die Vereinfachung der Auswahl untersuchen, indem wir drei Variablen gleichzeitig betrachten: die Losgröße, die Teilekomplexität und die erforderliche Vorlaufzeit. Nehmen Sie zum Beispiel das gleiche Volumenszenario, wobei die einfache Halterung und die Motorhalterung basierend auf der Topologie im Vergleich unterschiedliche wirtschaftliche Punkte haben. Eine Matrix liefert gewichtete Werte der Variablen, wodurch Meinungen eliminiert und stattdessen eine Herstellungskostenanalyse verwendet wird.

Quantifizierung der primären Chargengrößenschwelle

Für die Entwicklung der ersten Faustregel wurden mehr als 125 Projekte herangezogen. Der Schnittpunkt für die Kostenerwartung für 3D-Druckservice und der CNC-Bearbeitungsservice für einfache geometrische Komponenten wird auf Werte zwischen 80 und 100 Stück geschätzt. Dies liegt daran, dass sich die hohen Vorab-Programmier- und Einrichtungskosten der CNC schnell amortisieren, während die Zusatzkosten weitgehend linear zur Teileanzahl bleiben, was sie zur weniger effizienten Wahl für die Produktion großer Stückzahlen macht.

Anpassung an die Komplexität: Der sekundäre kritische Punkt

In diesem Stadium werden die geometrisch komplexen Teile mit inneren Durchgängen und biologischen Gittern relevant. In solchen Fällen würde zwar die bisherige Kostenwettbewerbsfähigkeit auf Basis der CNC-Produktion sinken, weil die mit der Bearbeitung verbundenen Probleme die Bearbeitungszeit verlängern, doch werden solche Effekte aufgrund der geometrischen Freiheit, die dem 3D-Druck geboten wird, weniger einflussreich und behindern dadurch die Kosten Mehrachsige CNC-Bearbeitung und Übergang zum CNC-Bearbeitungsservice in Fallstudien – was zu Crossover-Werten zwischen 200 und 300 Einheiten führt.

Bei einem solchen Ansatz umfasst der erste Prozess die Zuweisung von Komplexitätsstufen für Ihre Komponente, während Sie Ihre Komponente basierend auf der Zielcharge entwerfen. Die Zuordnungseinheiten für die Anwendung eines solchen Ansatzes bei weniger komplexen Designs umfassen Einheiten von 80–100, während die Einheiten der Skala 200–300 für komplexe Designs gelten.

Wie kann die Wirtschaftlichkeit verschiedener Materialien in den beiden Prozessen quantitativ verglichen werden?

Die Materialkosten sind ein wichtiger Faktor bei der Entscheidung über die Auswahl des Herstellungsprozesses . Rohzahlen sind sehr irreführend, wenn sie aus dem Zusammenhang gerissen werden. Der wirtschaftliche Zahlenvergleich der 3D-Druckkosten von Spezialpulvern mit den CNC-Bearbeitungskosten von Massenmaterialien wird in dieser Arbeit quantifiziert und liefert die notwendigen Informationen, um einen realistischen Vergleich zu entwickeln.

Bei der Suche nach der optimalen Auswahl des Herstellungsprozesses sollte man den Wert für die effektiven Materialkosten pro Teil definieren, der für CNC ( Rohlingkosten/Nutzungsrate ) im Gegensatz zu ( Pulvergewicht * Pulverkosten ) wäre 3D-Druck . Bei Volumina über 150 Einheiten muss der Schwerpunkt auf der Verwendung von CNC zur Herstellung der Teile liegen, zusammen mit einer erweiterten Verschachtelung, um die Auslastungsrate zu maximieren.

Abbildung 2: Kostenbewertung für Präzisionsteile, die durch CNC-Bearbeitung von LS Manufacturing hergestellt werden

Wie wirkt sich die Teilekomplexität auf die Wirtschaftlichkeit der Prozessauswahl aus?

Die Gründe für den Pivot sind die Komplexität der Teile, und seine Wirkung kehrt die typische Aufschlüsselung um, die in den Kostenmodellen für CNC-Bearbeitung im Vergleich zum 3D-Druck zu beobachten ist. Die Integration von inneren Kanälen, Gittern oder organischen Formen in die geometrischen Teile führt dazu, dass die typischen Analysen des Teils oder Volumens eine korrekte Übereinstimmung für die Auswahl eines suboptimalen Herstellungsprozesses darstellen. Auf diese Weise kann ein ökonomischer Wert für Komplexität zur Bezeichnung verwendet werden

Komplexität in Kostenmodellen definieren und quantifizieren

• Wie wir es quantifizieren: Anstatt eine subjektive Metrik zu verwenden, messen wir die Komplexität eines CNC-Vorgangs anhand des Zugangs zu Geräten, der Sekundärbearbeitung und der speziellen Vorrichtungen eines CNC-Maschine .
• Praktische Anwendung: Im Fall der konturnah gekühlten Form hatte dies zur Folge, dass die CNC-Bearbeitung in 5 Aufspannungen durchgeführt werden musste, während der 3D-Druck eine Aufspannung erforderte, was die Annahme bestätigte, dass die Kosten um 60 % gesenkt und die Zeit von 3 Wochen auf 5 Tage verkürzt werden würden.

Nutzung der Prinzipien von Design for Additive Manufacturing (DfAM).

1. Wie wir DfAM integrieren: Topologieoptimierung wird nicht als Zwischenschritt betrachtet; Es wird mit der Herstellbarkeitsanalyse zusammengeführt, um die Baugruppen zu konsolidieren.
2. Erreichtes Ergebnis: In a medizinisches Gerät Szenario ermöglichte diese Technik die Schaffung eines optimierten Teils, das 40 % leichter und 35 % kostengünstiger in der Herstellung war als die ursprüngliche komplexe Baugruppe, die mit einer CNC-Maschine realisiert wurde.

Berechnung des komplexitätsbereinigten Breakeven-Punkts

• So modellieren wir die Verschiebung: Wir modifizieren die Breakeven-Berechnung basierend auf dem Volumen, um der Komplexität Rechnung zu tragen, indem wir einen Komplexitätsfaktor hinzufügen, der die Kosten für CNC erhöht.
• Datengesteuerte Entscheidung: Das bedeutet, dass es mit zunehmender interner Komplexität der Teile möglicherweise einen weiteren wirtschaftlichen Übergangspunkt gibt, der bei mehr als 300 Einheiten liegen könnte, wenn vom 3D-Druck auf die Bearbeitung umgestellt werden soll, statt bei 100 Einheiten . Dies ist ein radikaler Wandel bei der Auswahl des Herstellungsprozesses .

Für dieses spezifische Ziel müssen Sie Ihren Komplexitätsabzug in Bezug auf Ihr Teil ermitteln. Unter der Annahme, dass Sie für Ihr Teil mit Komplexitätsnachteilen zu kämpfen haben, besteht Ihr neues Ziel darin, dem 3D-Druckservice für die Prototypenerstellung oder den ersten Artikel den Vorzug zu geben. Wenn Sie mit der endgültigen Auswahl Ihres Herstellungsprozesses fortfahren, werden Sie Ihre neue Methode der Break-Even-Analyse verwenden und nicht die herkömmliche Methode der Break-Even für das Volumen. Dadurch erhalten Sie die nötige Präzision für den Einkauf Ihrer wertvollen Teile.

Was sind die wichtigsten Auswirkungen von Genauigkeitsanforderungen auf die Prozessauswahl?

Beim Vergleich zwischen der CNC-Bearbeitungsdienstleistung und der 3D-Druckdienstleistung gibt es Toleranzanforderungen, die im Widerspruch zu den Kostenaspekten stehen können. Es kann leicht ein Stadium erreichen, in dem es nicht mehr kosteneffektiv ist, nur auf ein hohes Toleranzniveau zu bearbeiten, soweit die Funktionalitätsspezifikationen gemäß dem additiven Verfahren innerhalb des folgenden Dokuments nicht erfüllt werden:

Kritische Toleranzen auf Prozessfähigkeit abbilden

Diese Kriterien bewerten wir in einer Machbarkeitsmatrix. Die Kriterien sind zudem prozessspezifisch. Die Kriterien leiten sich aus den Blueprint-Anforderungen ab. Zu den Kriterien kann eine Toleranz von ±0,025 mm gehören, was bei der CNC-Bearbeitung ein Indikatorkriterium ist, bei der 3D-Druckdienstleistung jedoch irrelevant ist ( ±0,2 mm ). Dies könnte im Hinblick auf kritische gegenüber unkritischen Dimensionen erfolgen.

Quantifizierung der tatsächlichen Kosten der Nachbearbeitung für Genauigkeit

Unser Ansatz modelliert die dafür erforderlichen Nebenprozesse 3D-Druckteile um Oberflächen in CNC-Qualität zu liefern und so das Problem der versteckten Kosten anzugehen. Für Oberflächengüten von Ra 0,8 μm stellen wir Berechnungen zum zusätzlichen Zeit- und Kostenaufwand für die Bearbeitung eines 3D-Druck- Near-Net-Shape-Teils gegenüber der Bearbeitung aus Vollmaterial bereit und beziehen diese in die Analyse der gesamten Herstellungskosten ein.

Implementierung der Hybridfertigung als strategische Lösung

Bei Bedarf nutzen wir den 3D-Druck zur Erstellung komplexer, materialsparender Near-Net-Shapes, die dann bei Bedarf mithilfe eines CNC-Bearbeitungsservices präzise fertiggestellt werden können. Diese Technik half unserem Kunden außerdem , 25 % der Gesamtkosten einzusparen und gleichzeitig den Materialabfall bei der CNC-Bearbeitung und Nachbearbeitung des additiv gefertigten Teils zu minimieren.

Zu diesem Zweck ist es i Es ist erforderlich, dass Sie eine Prüfung der Bauteilzeichnung durchführen, um sowohl allgemeine als auch kritische lokale Toleranzen zu identifizieren. Für Produkte, die sowohl universelle als auch kritische Toleranzen aufweisen, können Sie einen hybriden Fertigungsplan für die Prototypenproduktion mit dem 3D-Druckservice für das komplexe Bauteil sowie die durch CNC-Bearbeitung hergestellten Funktionskomponenten erstellen. Die in der RFA verwendete Methodik konzentriert sich auf Präzision, die über Technologietiefe für Kosten und Präzision für kritische Leistung verfügt.

Wie kann die Prozessauswahl bei engen Lieferfristen optimiert werden?

Fristen untergraben aufgrund ihrer Dringlichkeit alle herkömmlichen Kriterien für die Prozessauswahl, bei denen das Gewicht der Kosten wichtiger ist als der Faktor Geschwindigkeit. Es gibt eine taktische Vorgehensweise, mit der man an Projekte herangehen kann, die einen engen Zeitrahmen erfordern, um die besten Ergebnisse bei der Arbeit unter Zeitdruck zu gewährleisten:

Strategische Prozessauswahl basierend auf Projektmeilensteinen

Wir benennen die Zeitspanne für die Ausrichtung jeder Stufe auf ihren optimalen Prozessablauf. Für die Erstellung von Prototypen zur Validierung in 1-3 Tagen nutzen wir für den Prozess der Prototypenerstellung den 3D-Druckservice . Für funktionsfähige Prototypen und eine schnellere Markteinführung, ohne jedoch zu früh an einen Prozess gebunden zu sein, werden wir Folgendes nutzen CNC-Bearbeitungsservice nach dem Einfrieren des Designs.

Implementierung einer Parallelverarbeitung zur Verkürzung der Durchlaufzeiten

Um die durch die Notwendigkeit von Sequenzengpässen entstehenden Schwierigkeiten zu mildern, führen wir gleichzeitig kritische Pfadaktivitäten durch. Während ein CNC-Bearbeitungsdienst den letzten Durchgang programmiert, kann eine andere Aufgabe den Bau des Brückenwerkzeugs und die Montage von Vorrichtungen für den 3D-Druckdienst umfassen. Diese Methode ermöglichte eine Verkürzung der Lieferzeit für die 50-teilige Notfallbestellung um mindestens 30 % .

Nutzung des digitalen Inventars für kritische Komponenten

Da es sich um Eil- und Nachbestellungen handelt, lagern wir häufig verwendete Standardrohstoffe/-komponenten vor und halten sie auf Lager. Ein CNC-Bearbeitungsservice muss daher nicht zwei bis drei Tage auf die Materialbeschaffung warten und kann daher auch bei der Auswahl großer Stückzahlen eine gute Option sein, da nur noch die Bearbeitung von Merkmalen übrig bleibt.

Um zu handeln, muss der Zeitplan an den Grad der Fertigstellung angepasst werden: 3D-Druck vor 72 Stunden für die ersten Produkte anwenden, dann CNC einmal über 20 Produkte . Die Interaktion mit Lieferanten muss schnellstmöglich erfolgen, um eine parallele Ausführung zu planen. Dies ermöglicht Agilität bei der Wettbewerbsausführung.

Abbildung 3: 3D-Druckprozess in Aktion für die Fertigungsauswahl durch LS Manufacturing

Wie lassen sich Kosten und Leistung durch Hybridfertigung in Einklang bringen?

Die strategische Frage, ob CNC-Bearbeitung oder 3D-Druck eingesetzt werden soll, ist eines der falschen binären Dilemmata. Die Hybridfertigung löst dieses Problem, weil sie die strategische Integration beider Prozesse in einer einzigen Komponente beinhaltet, um etwas Wertvolles zu produzieren, das keiner von beiden für sich allein schaffen könnte. Das Dokument stellt die Gründe für die Auswahl integrierter Herstellungsprozesse dar:

Dekonstruktion der Komponente für die strategische Prozesszuordnung

1. Wie wir das Teil analysieren: Eine geometrische und funktionale Zerlegung wird durchgeführt, um die Anwendungsbereiche für jeden Technologietyp zu bestimmen.
2. Praktische Anwendung: Konforme Kühlkanäle werden in einer Elite-Form für den 3D-Druck zugewiesen, während kritische Dichtungs-/Montageflächen für Präzisions-CNC berücksichtigt werden. Durch diese Hybridtechnik konnten die Wynndlad-Kosten um 40 % gesenkt werden.

Von Anfang an für die Hybridfertigung konzipieren

• So implementieren wir DfAM und DFM gleichzeitig: Die endkonturnahe Form wird mit DfAM für den 3D-Druck entworfen, mit Bezügen und überschüssigem Material in kritischen Schnittstellenbereichen.
• Erreichtes Ergebnis: Es wird die für weitere Zwecke erforderliche Geometrie bereitgestellt CNC-Bearbeitung um die Toleranzen von ±0,025 mm für eine hermetische Abdichtung zu erreichen, zusätzlich zu den Materialeigenschaften für einen Oberflächengütewert von Ra 0,8 μm .

Quantitative Validierung von Leistungs- und Kostengewinnen

1. Wie wir den Gesamtwert modellieren: Der Gesamtwert wird basierend auf dem Wert der Gewichtsreduzierung, der Leistungsverbesserung und der Gesamtkosten berechnet.
2. Datengesteuertes Ergebnis: Im Hinblick auf die Herstellung von Automobilteilen ermöglichte diese Methodik eine Gewichtsreduzierung von bis zu 25 % durch den Einsatz organischer Gitter (3D-gedruckt) und verstärkte Maschinenpunkte um 20 % im Vergleich zu maschinell oder gedruckten Teilen zu geringeren Kosten.

Beginnend mit Ihrem Hybridprozess zur Herstellung Ihres Teils müssen Sie die Aufteilung Ihrer Komponenten anhand von Merkmalen analysieren. Komplexe Merkmale werden an den 3D-Druck delegiert, während funktionale Oberflächen an die CNC-Bearbeitung delegiert werden. Das Hybridteil wird mit in Ihr Teiledesign integrierten Spannfunktionen entworfen. Diese strategische Synthese geht über die Standardentscheidung zwischen CNC-Bearbeitung und 3D-Druck hinaus und bietet eine überlegene Auswahl an Fertigungsprozessen für hochwertige Anwendungen.

Wie können Kosten durch Prozessoptimierung in der Kleinserienproduktion kontrolliert werden?

Die kleine Produktionscharge ist mit einigen technischen Kostenproblemen konfrontiert, die durch Skaleneffekte außer Acht gelassen werden müssen. Hier ist die normale Lösung möglicherweise nicht wirksam; Daher ist die Prozessoptimierung eine große Hilfe bei der Kostensenkung. In der folgenden Diskussion werden die Möglichkeiten zur Minimierung der mit der CNC-Bearbeitung verbundenen Kosten dargelegt Kosten für den 3D-Druck wenn die Produktion weniger als 100 Einheiten beträgt:

Standardisierung von Bearbeitungsabläufen zur Reduzierung des Setups

Um solch hohe Initialisierungskosten zu vermeiden, empfehlen wir eine Bibliothek gängiger Bearbeitungsverfahren und Werkzeugwege. Dadurch können wir bis zu 50 % der Programmier- und Montagezeit für ähnliche Teile einsparen, wodurch die CNC-Bearbeitungskosten pro Charge sinken und schnellere Durchlaufzeiten von 40 % möglich sind.

Implementierung modularer Befestigungssysteme

Anstatt Vorrichtungen für neue Arbeiten zu entwerfen, verwenden wir jetzt ein modulares Rastersystem mit verstellbaren Klemmen und Positioniervorrichtungen, um die Verwendung derselben Vorrichtungen für eine ganze Reihe unterschiedlicher Projekte zu ermöglichen. Dadurch entfällt effektiv die Notwendigkeit von Vorrichtungskonstruktionsarbeiten, die einen der größten Kostenfaktoren für die CNC-Bearbeitung kleiner Serien darstellen.

Nutzung der Chargenoptimierung in der additiven Fertigung

In unserem Bemühen, die Kosten für den 3D-Druck zu senken, ist es uns gelungen, mehrere Kundenteile in einem Stück unterzubringen, wodurch das Volumen der Kammer maximiert wird. Die von uns eingesetzte Nesting-Software ermöglicht uns eine effektive Ausnutzung des Volumens, indem wir die Kosten der Maschine durch das hohe Volumen der Teile kompensieren. Daher konnten die Kundenteile bei einem Auftragsvolumen von 5–10 Stück eine Kostenersparnis von 30 % erzielen.

Analysieren Sie im Hinblick auf die Kostendämpfung Ihre Prozesse zur Standardisierung der CNC-Einrichtung. Im Hinblick auf den 3D-Druck ist es unbedingt erforderlich, alle Aufträge zur Bauvolumendichte zu kombinieren. Strategisch ermöglicht diese prozessgesteuerte Optimierung, dass die Kleinserienproduktion für andere strategische Alternativen machbar ist, bevor eine strategische Entscheidung für die Großserienproduktion getroffen wird.

Abbildung 4: Vergleich der Kosten und Leistungen von CNC-Bearbeitung und 3D-Druck durch LS Manufacturing

LS Manufacturing: Optimierung der Produktion von chirurgischen Navigationsstents

Das Fallstudie zeigt, wie der in LS Manufacturing vorgestellte kritische Scheideweg durch die Kombination der additiven und der subtraktiven Welt überwunden wurde, um eine praktikable Lösung für die Produktion medizinischer Geräte bereitzustellen, und veranschaulicht, was wir an einem kritischen Scheideweg zwischen komplexer CNC-Bearbeitung und 3D-Druck am besten können:

Kundenherausforderung

Das Unternehmen, das medizinische Geräte entwickelte, benötigte chirurgische Navigationshalterungen mit 200 Teilen Ti-6Al-4V ELI Grade 23-Material und einer Bohrungstoleranz von ±0,05 mm . Das Preisangebot bezog sich auf den gesamten Prozess der 5-Achsen-CNC-Bearbeitungsservice übertraf die Budgetspanne um 45 % , konnte jedoch in nur 4 Wochen bereitgestellt werden. Andererseits konnte der gesamte Prozess des 3D-Druckdienstes nicht die erforderliche Zugfestigkeit und kritische Oberflächengenauigkeit bieten.

LS-Fertigungslösung

Gitterstruktur des Bauteils, da es eine optimale Gestaltung der Stützstruktur und damit weniger Nachbearbeitung ermöglicht. Die wichtigen Passflächen und Bohrungen werden dann von der 5-Achsen-CNC-Maschine bearbeitet, um die erforderliche Toleranz von ±0,05 mm und Ra von 0,8 μm zu erreichen.

Ergebnisse und Wert

Die Gesamtkosten sanken um 38 % und die Vorlaufzeit wurde von 4 Wochen auf 12 Tage verkürzt. Das Endgewicht des Teils wurde um 30 % reduziert. Die Time-to-Market verlängerte sich um zwei Wochen ; Allerdings konnte die Marge um 22 % gesteigert werden. Dies gelang unter Beibehaltung der chirurgischen Präzision.

Dies spiegelt sich in dieser besonderen Situation wider, in der klar ist, dass es bei der Auswahl des Herstellungsprozesses selbst keinen einheitlichen Weg gibt, da es offensichtlich ist, dass bei der Betrachtung der funktionalen Anforderungen der Komponenten im Hinblick auf den integrierten Hybridansatz der Herstellung selbst Vorteile im Hinblick auf technische Marktvorteile in der Medizinbranche erzielt wurden.

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Wie etabliert man einen wissenschaftlichen Entscheidungsprozess im Herstellungsprozess?

Die Eliminierung von Rätselraten bei der Auswahl des Herstellungsprozesses wird außerdem durch eine systematische Datenanalyse gewährleistet. Abhilfe schafft hier die Umwandlung komplexer Begriffe der Teilespezifikation in ein Datenbewertungssystem, das den Vergleich und die Gegenüberstellung der Kompromisse zwischen einem CNC-Bearbeitungsdienst und einem 3D-Druckdienst im Hinblick auf Folgendes erleichtert:

Anforderungen in gewichtete Parameter zerlegen

Für generische Filteranforderungen ist das Projekt in 12 parametrische Dimensionen unterteilt, angefangen bei der Losgröße, der geometrischen Komplexität, der Toleranz, dem Material bis hin zur kritischen Toleranz , denen alle dynamische Gewichtungen für Parameter wie zugewiesen werden Oberflächenbeschaffenheit , wobei die Bedeutung beispielsweise bei einem Lagergehäuse anders sein wird als bei einer Kanalkomponente.

Durchführen einer algorithmischen Szenarioanalyse

Vielmehr erfolgt in unserem System der Vergleich gem begleitet von Simulationsprozessen. Der Algorithmus analysiert Hunderte von Szenarien im Zusammenhang mit dem Produktionsprozess und berechnet die erforderlichen Kosten sowie die Bearbeitungszeit im Hinblick auf eine reine CNC-Bearbeitungsdienstleistung 3D-Drucklösung und dementsprechend sogar gemischte Dienste zwischen diesen beiden Produktionslösungen. Der Algorithmus identifiziert genau, wo sich die Kostenfunktion schneidet, und zeigt Formen an, bei denen durch diese gemischte Produktionsmethode ein Kostenvorteil zwischen 20 % und 40 % besteht.

Generierung einer umsetzbaren Implementierungs-Roadmap

Das Ergebnis ist ein vollständiges, detailliertes Protokoll, keine Richtlinie. Das Protokoll legt die Reihenfolge fest, legt fest, welche Funktionen mit welcher Methode für ein Hybridprotokoll ausgeführt werden, und erstellt einen phasengesteuerten Zeitplan. Das komplexe Verfahren der Auswahl des Herstellungsprozesses wird dann zu einer Funktion, die leicht umsetzbar ist und dem Kunden einen Großteil des Projektaufwands erspart.

Dazu müssen Sie systematisch die 12 Schlüsselattribute Ihres Teils unter den Aspekten Losgröße, Komplexität und Materialien ermitteln und anhand der Daten einen Vergleich für Projektzeit und Qualitätsrisiken durchführen. Auf diese Weise können Sie die technische Raffinesse entwickeln, um die Prozessauswahl zu einem wesentlichen Unterscheidungsmerkmal und nicht zu einer Einschränkung zu machen.

FAQs

1. Wo liegt typischerweise der Kostenwendepunkt zwischen CNC-Bearbeitung und 3D-Druck?

Der Wendepunkt der Kosten für einfache Komponenten in einer Struktur wird erreicht, wenn sie zwischen 80 und 150 liegen, während er bei komplexen Strukturen erreicht wird, wenn sie zwischen 200 und 300 liegen. Die Kostenstruktur basiert auf Materialkomplexität und präzisen Schätzungen.

2. Ist der 3D-Druck für die Kleinserienproduktion wirklich wirtschaftlicher?

Bei komplexen Bauteilen mit bis zu 50 Teilen und einer Teilenummer kommt man zu dem Schluss, dass der 3D-Druck Einsparungen im Vergleich zu den Kosten für die Form bietet und außerdem 30–50 % günstiger im Vergleich zur CNC-Bearbeitung ist.

3. Wie sind die Leistungsunterschiede zwischen den beiden Prozessen zu bewerten?

Die Dichte- und Isotropiekoeffizienten für die im CNC-Verfahren hergestellten Bauteile betragen 100 % , während sie bei 3DP die Eigenschaften der Isotropie besitzen und in Wirklichkeit die Festigkeitskoeffizienten nur 80–95 % der geschmiedeten Bauteile betragen.

4. Kann der 3D-Druck die Kosten für die Massenproduktion senken?

Wenn die Losgröße 5000 Einheiten übersteigt, ergeben sich bei der CNC-Produktion Skaleneffekte und die Kosten liegen 40–60 % unter denen des 3D-Drucks . Der 3D-Druck kann für die Produktion in kleinem Maßstab eingesetzt werden.

5. Wie erreicht die Hybridfertigung eine Kostenoptimierung?

Beim 3D-Druck geht es um komplexe Merkmale, während es bei der CNC-Bearbeitung um kritische Komponenten geht. Die Kombination der beiden vorangehenden Maßnahmen wird dazu beitragen, die Kosten um 30–40 % zu senken und die Leistung um über 20 % zu verbessern.

6. Wie erhält man schnell genaue Angebote für zwei Prozesse?

Benötigt werden Materialdaten, 3D-Dateien, Losgröße und die erforderliche Genauigkeit. Der Vergleichsvoranschlag wird dem Kunden vom LS Manufacturing-Team in beiden Fällen innerhalb von 2 Stunden nach Erhalt der Details zugesandt.

7. Wie wirkt sich die Entwicklung neuer Materialien auf die Prozessauswahl aus?

Hochleistungsverbundwerkstoffe eignen sich für den 3D-Druck, während Materialien mit hoher Leitfähigkeit in der CNC-Bearbeitung Anwendung finden. Um geeignete Prozesse für Materialien zu haben, ist die Kenntnis der Materialeigenschaften erforderlich.

8. Wie können die Kosten für die CNC-Bearbeitung kleiner Serien gesenkt werden?

Durch den Einsatz standardisierter Prozesse, modularer Ausrüstung und Materialmanagement ist LS Manufacturing in der Lage, die CNC-Kosten für Kleinserien um 25–30 % und die Durchlaufzeiten um 35 % zu reduzieren.

Zusammenfassung

Durch wissenschaftliche Prozessauswahl und Value Engineering können produzierende Unternehmen ihre Kosten maximieren und die Markteinführungszeit verkürzen. Der von LS Manufacturing entwickelte Entscheidungsprozess mit tatsächlichen Werten wird vielen Kunden dabei helfen, Kosteneinsparungen zwischen 25 % und 40 % zu erzielen.

Für einen maßgeschneiderten Prozesslösungsvergleich und passende Angebote bitten wir Sie, dies zu tun Kontaktieren Sie die technische Gruppe sofort mit LS Manufacturing in Verbindung, um eine Kostenanalyse und Optimierungsberatung für beide Optionen in Anspruch zu nehmen.

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