Design de impressão 3D orientado para produção em massa: 10 dicas principais para reduzir o custo unitário

A estrutura de custos da produção em massa de impressão 3D

Compreender a estrutura de custos é o pré-requisito para otimizar o design. O custo das peças impressas em 3D inclui principalmente: custo do material, que é diretamente proporcional ao volume da peça e à densidade de enchimento. Custo do tempo do equipamento, relacionado ao tempo de impressão e depreciação do equipamento. Os custos de pós-processamento incluem remoção de suporte, limpeza, retificação, inspeção, etc. Custos de mão de obra, design, programação, operação, embalagem e outros links. Gestão de custos, processamento de pedidos, controle de qualidade, logística e distribuição. A otimização do projeto pode afetar diretamente os custos de materiais, os custos de tempo do equipamento e os custos de pós-processamento, e é um elo fundamental para alcançar a redução de custos.

Dica 1: otimize o tamanho da peça e o planejamento do lote

O tamanho da peça afeta diretamente a eficiência e o custo da impressão. Projetar as dimensões das peças para serem um múltiplo integral da plataforma de construção maximiza a utilização da plataforma. Peças pequenas podem ser projetadas em um layout de matriz e várias peças podem ser impressas ao mesmo tempo, reduzindo o tempo de preparação e as perdas de troca. Recomenda-se que a distância entre as peças seja definida no valor mínimo (geralmente 5mm) para melhorar o aproveitamento do espaço e garantir a segurança. A direção da altura também precisa ser otimizada. Peças muito altas prolongarão o tempo de impressão, portanto, o design dividido pode ser considerado. Ao planejar lotes, é necessário equilibrar o número de impressões únicas e o risco de falha na impressão de uma única peça. Recomenda-se que o número de impressões únicas seja controlado em 70-80% da capacidade da plataforma.

Dica 2: Reduza o projeto da estrutura de suporte

As estruturas de suporte são uma importante fonte de custos. O consumo de material de suporte, o aumento do tempo de impressão e os custos de remoção de mão de obra são custos ocultos. Ao projetar, é dada prioridade a estruturas suspensas dentro da faixa de ângulos autoportantes. Quando o suporte não puder ser evitado, escolha um design com uma pequena área de contato com o suporte para reduzir a carga de trabalho do tratamento de superfície após a remoção. O uso de materiais de suporte solúveis simplifica o processo de remoção, mas aumenta os custos de material. A otimização do design do suporte requer um equilíbrio entre estabilidade de impressão e custos de pós-processamento.

Dicas 3: Padronização e design modular

O design padronizado pode reduzir o tempo de design e a taxa de erros. Crie uma biblioteca de recursos padrão (como furos, roscas, encaixes) e reutilize-os em diferentes designs. O design modular decompõe peças complexas em módulos padrão, que são impressos separadamente e depois montados, o que pode melhorar a taxa de sucesso da impressão e a estabilidade da qualidade. A padronização também pode reduzir os tipos de estoque e simplificar o gerenciamento da cadeia de suprimentos. A padronização das interfaces entre os módulos precisa ser considerada durante o projeto para garantir a compatibilidade.

Dicas 4: Otimização do preenchimento e particionamento funcional

O projeto do preenchimento é um meio importante para reduzir custos de material. As áreas sem carga podem ser preenchidas com baixa densidade (10-30%) e as áreas com carga podem ser preenchidas com alta densidade (50-100%). A escolha do padrão de enchimento também afeta a resistência e o consumo de material. O enchimento em favo de mel economiza mais material do que o enchimento em grade com a mesma resistência. A estratégia de preenchimento de partição funcional pode adotar diferentes parâmetros de preenchimento em diferentes áreas com base nos resultados da análise de tensão. A otimização do enchimento precisa ser combinada com a verificação mecânica para garantir que o desempenho da peça não seja afetado.

Dicas 5 a 10: Otimização de processos, qualidade e cadeia de suprimentos

Outras técnicas de redução de custos incluem: padronização de parâmetros de processo, redução do tempo de depuração e desperdício de material. Avance na inspeção de qualidade para resolver possíveis problemas durante a fase de projeto e evitar retrabalho. Otimize a seleção de materiais e selecione o material mais econômico de acordo com os requisitos de desempenho. O pós-processamento é simplificado e a conveniência do pós-processamento é considerada durante o projeto, como acessibilidade de suporte e requisitos razoáveis ​​de superfície. Integração da cadeia de abastecimento, escolhendo prestadores de serviços integrados para reduzir custos de coordenação. Gerenciamento completo de dados, estabelecimento de arquivos de peças e base de conhecimento do processo, suporte à otimização contínua. A aplicação combinada destas técnicas pode alcançar reduções de custos significativas.