3D プリント サービスで水溶性サポート フィラメントを使用して後処理コストを削減するにはどうすればよいですか?

LS 製造ソリューション

熱安定性が強化された改良型水溶性フィラメントに切り替え、サポート界面のギャップを0.0mmに設定して、あらゆるブレードの輪郭に完全に接着できるようにしました。印刷後、 パーツは35 ～ 40 °Cで40 kHzの撹拌を受け、45 分以内にサポートが完全に溶解しました。機械的接触や傷はありませんでした。この精密サポート取り外しサービスにより、プロダクショングレードの 3D プリントワークフローで再作業が不要になり、ブレードの空気力学が維持されます。

結果と値

その後の500 個ユニットの生産では、スクラップは発生しませんでした。表面粗さはRa 6.3μm から Ra 1.6μm に減少し、 空力効率が12％向上しました。後処理のユニットあたりのコストは150 ドルから 22 ドルに減少し、 これは86%の減少でした。プロトタイプからオンデマンド 3D プリントへの移行は、クライアントにとってスムーズに行われました。 LSマニュファクチャリングは無期限の独占契約を締結した。プログラムのコストは 60,000 ドル以上削減され、3D プリントの後処理コストも削減されました。

この事例は、カスタム可溶性サポート化学の統合により、深刻な幾何学的問題をどのように克服できるかを示しています。応力亀裂、表面劣化、高いスクラップ率の問題を解決するため、LS Manufacturing はプロジェクトの失敗を克服し、収益性の高いプロジェクトに変えるための高性能 3D プリンティング ソリューションを提供しました。生産ライン。すべてのパラメータ (溶解時間、温度、界面のギャップ) が測定され、検証されました。

スクラップ率が 42% から 0% に。後処理コストはユニットあたり 150 ドルから 22 ドルです。インペラブレードが取り外しによる損傷をサポートするために降伏している場合は、解決可能なサポートの評価と見積もりについてお問い合わせください。

寸法的に重要な自動車アセンブリの厳しい公差を保証するために、専門のカスタム部品サポート メーカーを選択する理由

PA12+CF と可溶性サポートで作られた多成分自動車部品は、2 つの材料間の熱膨張差により歪みが生じます。 80°Cの密閉チャンバーを使用することで、 収縮率を同期させて400mmのスパンにわたってアセンブリ公差を±0.1mm以内にロックすることができます。このような次元 3D プリントが可能なカスタム パーツ サポート メーカーを選択すると、界面にせん断応力がかからなくなり、最初の試行で完璧なフィット感を得ることができます。

自動車 3D プリンティング業界に対する上記のアプローチは、検証コストの削減とスクラップ率の削減に役立ちます。 カスタム可溶性フィラメント サービスは、チャンバー雰囲気のアクティブな制御とともに材料の CTE の一致を保証し、手動のシミングなしで完璧にフィットする部品を製造できるようにします。部品の組み立て中の予測可能な適合性は、100 を超える製造バッチからのASTM 認証データによって保証されます。

図 3: 3D プリントにより、精密な二重材料ギア プロトタイプから可溶性サポートが分離されます。

自動 3D プリント サポートの削除コストと専門的な手動再加工の最適な選択を決定する要素

毎月数千個の部品を使用する場合、超音波洗浄機への初期設備投資を、継続的な手作業による再加工の費用と比較する必要があります。追加の5%の手直しごとに、販売原価が 15%増加します。サポートを自動で取り外す集中管理マシンにより、部品あたりの3D プリント サポートの取り外しコストが手動の場合の 4 分の 1 以下に削減されます。このような 3D プリントへのアプローチにより、後処理コストが確実に予測可能になり、次のようになります。

手戻り率により証拠金損失が指数関数的に拡大する

除去が難しいグリッドや止まり穴に直面した場合、やり直し率は非常に急速に上昇します。 50 回の生産実行の分析では、部品が削除されるたびに労働、検査、物流に費やす時間が増加するため、 再作業率の5%の増加は直接粗利益の15%の減少につながります。手直し率が20%の場合、 証拠金の損失は60%になります。自動化されたプロセスにより、やり直し率が 1% 未満に抑えられ、マージンが常に健全な状態に保たれます。 プレシジョン サポート削除サービスは、このリスクを完全に排除します。

自動化されたラインのコストの内訳と手作業の比較

コンベア上でバッチ処理を行う超音波溶解機の場合、減価償却費、エネルギー、化学物質を含む一般的なサポート量 200g の場合、部品あたりのコストは $4.50 になります。この部品の手作業による再加工は、製造される各部品につき平均 $19.00 です ( 部品あたり 35 分、 時間あたり 32 ドル の作業料金とスクラップのリスクに基づきます)。この4.2 倍の差は、固定費が月に数千個の部品に分散されるため、量が増えるとさらに大きくなります。 ソリュブル サポート 3D プリントの見積もりを作成します。

予測可能性により配信期間を確保

手動再加工では、パーツごとのサイクル タイムに ±40% の変動が加わり、信頼性の低いボトルネックが発生します。自動化された高精度サポート除去ソリューションは±5% のサイクルタイム再現性を実現し、顧客に信頼できる出荷日を提供できます。ある顧客は、自動化システムへの移行に伴い、 注文の出荷日数を8 日から 1.5 日に短縮しました。 3D プリント プロセスは一貫性があり、収益の流れを維持するのに役立ちます。

総コストの比較による意思決定

自動ラインの使用コストは、手戻りの排除、労働力の最適化、信頼性の高いスケジュール設定の結果、手動ラインの 23% になります。すべての消耗品とメンテナンス費用が含まれているため、部品ごとの固定費が得られます。顧客に対する残業代、再検査、罰金などの追加費用は発生しません。 工業グレードの 3D プリントテクノロジーにより、スケールアップが予測可能になります。

手戻りマージンの減少、部品ごとの労働力の差、スケジュールの予測可能性を定量化することで、調達マネージャーは意思決定基準を明確に定義できます。サポートの自動削除によりコストが 4 倍削減され、実質的に再作業がゼロになり、後処理が変動する費用ではなく予測可能な費用になります。この信頼性の高い 3D プリント方法により、プロトタイピングから本格的な製造に至るまで、スケールアップが経済的に実現可能であることが保証されます。

図 4: 3D プリントにより、統合された可溶性サポート構造を備えたオーバーハング ジオメトリが構築されます。

よくある質問

1.精密サポート取り外しサービスでクリアランスプロセスを加速するために必要な最適な水温は何度ですか?

LS Manufacturing では、超音波洗浄タンク内の水温を35°C ～ 40°Cに厳密に管理しています。このような最適な温度範囲は、 熱たわみ (HDT) や変性 PLA/PETG などの主要なエンジニアリング プラスチックの寸法変化を引き起こすことなく、当社独自の水溶性フィラメント素材の最高の加水分解活性化エネルギーを提供します。したがって、室温20°Cの冷水と比較して溶解率が180%増加します。

2. LS Manufacturing は、二重押出成形中のカスタム可溶性フィラメント サービスの膨張効果をどのように制御していますか?

湿気による膨張（体積膨張が 5% を超える場合）によるノズルの詰まりを回避するために、生産ラインにアクティブな加熱と除湿を組み込んだハイエンドの貯蔵ホッパーを設置しました。このようなシステムでは相対湿度 (RH) が10% 以下に維持されるため、押出プロセス全体を通じて一貫した許容値が得られます。部品のプロセスの安定性を確保するには、湿度管理された見積の材料仕様を提出してください。

3. 3D プリント サポートの除去作業から発生する廃水は、排水システムに直接排出できますか?

変性 PVA/BVOH の生分解性にもかかわらず、生成される廃水の濃度は環境基準に準拠する必要があります。このため、LS Manufacturing では凝固、中和、沈殿、 ろ過を含む独自のプロセスを採用しています。 COD値が規定の基準を満たすよう前処理を行います。

4.構造方向は、可溶性サポート 3D プリンティングの見積もりで計算される総コストにどのような影響を与えますか?

パーツの向きは、必要なサポート材の量に直接影響します。問い合わせを受けるとすぐに、LS Manufacturing の DFM のエンジニアは特別なアルゴリズムを利用して、最適な傾斜角度で部品を軸方向に配向します。これにより、水溶性サポート材の使用量を正確に制御し、 正確に総量の 15% ～ 20% にすることができます。

5.工業用 3D プリント サポートを使用すると、目立った跡が残ったり、部品の表面仕上げが劣化したりすることはありますか?

絶対に違います。その背後にある理由は、特殊なデュアル ノズル トランジション テクノロジーと0.0 mm のギャップ設計により、水溶性サポートの除去後に完璧な Ra 1.6 μm ～ Ra 3.2 μm 表面仕上げ を実現します。サンディングやビードブラストなどの追加の後処理プロセスはまったく不要になります。

6.プレミアム ソリュブル サポート 3D プリント サービス アプリケーションにおいて、BVOH が PVA よりも主流になりつつあるのはなぜですか?

主な理由としては、溶解効率の向上と基材との適合性が挙げられます。 LS 研究所で行われたテストで実証されているように、BVOH の層間せん断強度は PA6/12 ナイロンや TPU エラストマー などの 高性能エンジニアリング プラスチック を使用する場合により高くなります。さらに、化学加水分解の全体的な所要時間は、従来の PVA と比較して平均 40% 以上短縮され、緊急の注文に適しています。

7.精密サポート除去サービスを通じてチャネルを洗浄する場合、どのような内径制限がありますか?

高周波 (40kHz) 多方向超音波浸漬とマイクロ流体循環ポンプ撹拌を使用することで、LS Manufacturing は、最大 20:1 のアスペクト比や ≤1.0mm までの内径でも、最も複雑な流路や湾曲した止まり穴からすべての水溶性サポート材料を洗浄することができます。製品の損傷。

8.サポート溶解後もコンポーネントの寸法が ±0.05mm の厳しい公差内に収まることを保証するにはどうすればよいですか?

解散プロセスでは、動的で時間制限のあるシステムを使用します。サポートの完全な劣化点に達した後（30 ～ 60 分後）、パーツは一定の温度と湿度の条件下で動作する乾燥オーブンに移動されます。 45°C という比較的低温で二次応力解放が行われるため、吸水による材料の膨張が防止され、±0.05 mm の正確な公差が確実に満たされます。

概要

水溶性サポートを使用した工業グレードの 3D プリント技術の使用は、設計レビューからサプライ チェーン プロセスに至るまでの基本的なコスト削減技術です。水溶性フィラメントの熱物理的限界に関する知識と、超高精度の超音波除去技術の使用により、メーカーは手作業を回避し、後処理コストを 45% 以上節約しています。

手作業による非製造サポートの除去、表面の傷、高い廃棄率を排除してコストを節約する時期が来ました。 LS Manufacturing には、産業用積層造形に関連した構造の実現可能性の評価を 24 時間体制で支援できる経験豊富な DFM コン​​サルタントがいます。 .STEP/.IGS ファイルを共有するか、当社の専門家に見積もりをリクエストすると、12 時間以内に価格の内訳と納期が記載された最適化レポートを入手できます。