Gedeeltelijk samenvoegen van printstrategieën en -praktijken in massaproductie

Productie-uitdagingen bij massaaanpassing

Naarmate de productie-industrie zich ontwikkelt in de richting van personalisatie en maatwerk, is de productie van kleine batches en meerdere variëteiten de norm geworden. Traditionele massaproductie streeft naar grote hoeveelheden van één enkele variëteit en verlaagt de kosten door schaalvoordelen. Maatwerkproductie is precies het tegenovergestelde. Elke bestelling heeft veel variëteiten, een kleine hoeveelheid en een strakke levertijd. 3D-printtechnologie is een ideale proceskeuze geworden voor massaproductie op maat, omdat er geen mallen voor nodig zijn en de kosten per stuk constant zijn. De lage efficiëntie van het afdrukken van één stuk beperkt echter het kostenconcurrentievermogen. De printstrategie voor het samenvoegen van onderdelen ontstond. Door meerdere onderdelen op hetzelfde printplatform te plaatsen, wordt de printruimte volledig benut en wordt de productie-efficiëntie en kosteneffectiviteit aanzienlijk verbeterd.

Het kernprincipe van samengevoegd printen

De essentie van samengevoegd printen is het optimaliseren van het gebruik van de printruimte. De grootte van de werkholte van 3D-printapparatuur staat vast. Hoe u meer onderdelen in een beperkte ruimte kunt rangschikken, is de sleutel tot het verbeteren van de efficiëntie. Traditioneel rechthoekig zetwerk is eenvoudig, maar gebruikt weinig ruimte. Intelligente zetalgoritmen kunnen een optimale lay-out uitvoeren op basis van de vorm van onderdelen, waardoor het ruimtegebruik met 30-50% wordt verhoogd. Bij het zetten moet rekening worden gehouden met factoren zoals de minimale afstand tussen de onderdelen, de ruimtevereisten van de ondersteunende structuur en de omvang van de invloed van thermische vervorming. Verschillende materialen hebben verschillende krimppercentages en tijdens het zetwerk moet een overeenkomstige veiligheidsafstand worden aangehouden. De richting van de plaatsing van de onderdelen is ook erg belangrijk, zowel om de printkwaliteit te garanderen als om rekening te houden met het ruimtegebruik. Samengevoegd printen is niet alleen een geometrisch probleem, maar ook een procesoptimalisatieprobleem.

Zetzetalgoritmen en -hulpmiddelen

Intelligente zetwerkhulpmiddelen vormen de belangrijkste ondersteuning voor het implementeren van samengevoegd afdrukken. Moderne zetsoftware maakt gebruik van geavanceerde algoritmen zoals genetische algoritmen, gesimuleerd uitgloeien en deeltjeszwermoptimalisatie om automatisch te zoeken naar optimale lay-outoplossingen. Gebruikers hoeven alleen onderdeelmodellen en hoeveelheidsvereisten te importeren, en de software berekent automatisch het beste lay-outplan. Geavanceerde functies zijn onder meer: ​​ondersteuning voor gemengde lay-out van verschillende onderdelen, automatische rotatie om de optimale oriëntatie te vinden, realtime weergave van ruimtegebruik en schatting van printtijd en materiaalverbruik. Sommige software ondersteunt ook batchplanning, waarbij onderdelen automatisch aan verschillende batches worden toegewezen op basis van leveringsprioriteit en productiecapaciteit. Datagestuurde zetoptimalisatie registreert historische zeteffecten, gaat door met leren en verbeteren, en verbetert geleidelijk de zetefficiëntie. De cloudzetservice doorbreekt de beperkingen van lokale computerbronnen en het zetwerk van complexe batches kan in een paar minuten worden voltooid.

Optimalisatie van procesparameters

Samenvoegprinten heeft de procesomstandigheden van traditioneel enkelstuksprinten veranderd, en de procesparameters moeten dienovereenkomstig worden aangepast. De eerste is de druktemperatuurregeling. Wanneer meerdere onderdelen tegelijkertijd worden geprint, neemt de totale warmte-inbreng toe. Het is noodzakelijk om de printtemperatuur op passende wijze te verlagen of de koelintensiteit te verhogen om oververhitting en vervorming van de onderdelen te voorkomen. De tweede is het ontwerp van de ondersteuningsstructuur. Bij het samenvoegen en afdrukken kunnen de steunen van aangrenzende delen elkaar hinderen, en er moet een efficiëntere ondersteuningsstrategie worden toegepast, zoals boomvormige steunen of taps toelopende steunen. De derde is de planning van het printpad, waarbij de printvolgorde wordt geoptimaliseerd om de reistijd te verminderen en de printefficiëntie te verbeteren. De vierde is tijdcontrole tussen de lagen om ervoor te zorgen dat de afkoeltijd tussen de lagen van elk onderdeel voldoende is om slechte hechting tussen de lagen te voorkomen. De vijfde is de efficiëntie van de nabewerking. Het combineren van geprinte onderdelen vereist het uniformeren van het nabewerkingsproces om de verwerkingstijd van een enkel onderdeel te verkorten. Procesoptimalisatie vereist het maximaliseren van de efficiëntie en het waarborgen van de kwaliteit.

Kosten-batenanalyse

De kosten-batenverhouding van gecombineerd printen komt in veel aspecten tot uiting. Het gebruik van apparatuur wordt verbeterd en het aantal onderdelen dat één enkel apparaat per dag kan produceren, neemt met 50-100% toe. De materiaalbenuttingsgraad wordt verbeterd, de lay-outoptimalisatie vermindert de hoeveelheid ondersteunende materialen en de materiaalkosten worden met 10-20% verlaagd. Verbeterde arbeidsefficiëntie, vermindering van de voorbereiding op het opstarten en nabewerkingen voor het afdrukken van één stuk, en vermindering van de arbeidskosten met 30-50%. De energie-efficiëntie is verbeterd, continu printen vermindert het aantal starts en stops van de apparatuur en het energieverbruik wordt met 15-25% verminderd. Als we een bedrijf met op maat gemaakte onderdelen als voorbeeld nemen: na de implementatie van de samengevoegde printstrategie daalden de productiekosten van een enkel stuk van 85 yuan naar 52 yuan, een daling van 38,8%. De productiecapaciteit is verhoogd van 120 stuks naar 210 stuks per dag en de productiecapaciteit is met 75% toegenomen. De productiecyclus is verkort van gemiddeld 5 dagen naar 3 dagen en de klanttevredenheid is aanzienlijk verbeterd. Het samenvoegen van printstrategieën is de kern van het concurrentievermogen van massaproductie geworden.