Umfragestudie: Additive Fertigung eröffnet neue Phasen in der Serienproduktion
Autor: Jokddy
2023-08-26
Rückblick auf die Entwicklung der additiven Fertigung: von einer kleinen Menge an Vorlagenfertigung, die in der frühen Phase für wissenschaftliche Forschung und Bildung verwendet wurde, über die Produktion einer kleinen Anzahl von Produkten in Heimdruckern für Endverbraucher in der Wachstumsphase bis hin zur schnellen Entwicklungsphase der beiden Fluggesellschaften und anderer Bereiche mit einer Jahresproduktion von 1.000 Stück und 10.000 Stück. Die additive Fertigung hat einen Weg der Massenproduktion und Industrialisierung durchlaufen, von Unbekanntheit zu Erkenntnis, von Kindlichkeit zu Reife;
Erzielung einer Jahresproduktion von Zehntausenden bis Millionen Stücken: Obwohl die additive Fertigung in verschiedenen Branchen blüht und Früchte trägt, ist sie unter Berücksichtigung spezifischer Anwendungen in drei Kategorien unterteilt: Reparaturbedarf, Individualbedarf und Kleinserienbedarf. Von der Kleinseriennachfrage mit einer Jahresproduktion von 10.000 Stück bis zur Großseriennachfrage mit einer Jahresproduktion von Millionen oder sogar mehreren Zehnmillionen Stück sind drei wichtige Elemente erforderlich: niedrige Kosten, hohe Kosten Effizienz und Konsistenz;
Die drei Elemente sind unverzichtbar: Um die oben genannten drei Anforderungen zu erfüllen, müssen Ausrüstung, Technologie und Materialien verbessert werden. Im Hinblick auf Kostensenkung sind die Reduzierung der Geräte- und Pulverpreise, die Verbesserung der Druckeffizienz, der Kapazitätsauslastung und die Verbesserung der Ausbeute wichtig. Gute Wirkung; Im Hinblick auf die Verbesserung der Effizienz haben der Fließbandbetrieb, die Erhöhung der Anzahl der Lichtquellen und die Erhöhung der Dicke der Druckschichten die Effizienz erheblich verbessert. In Bezug auf die Konsistenz wird die Einrichtung eines Standardsystems vom Pulver über die Ausrüstung bis hin zu Druckdiensten und unbemannten Fabriken das Konsistenzproblem der Massenproduktion von Produkten effektiv lösen.
Von der Einzelstück-Reparaturimitation bis zur 100-teiligen Musterversuchsproduktion, von der Kleinserienlieferung von 10.000 Stück bis zur stabilen und konsistenten Produktlieferung von Millionen Stück – die additive Fertigung erweitert ständig ihren potenziellen Ersatzraum und überwindet gleichzeitig ihre eigenen Prozessengpässe. Mit dem Aufkommen von Batch-Anwendungen werden die Grenzen der Branche weiter geöffnet.
Erzielung einer Jahresproduktion von Zehntausenden bis Millionen Stücken: Obwohl die additive Fertigung in verschiedenen Branchen blüht und Früchte trägt, ist sie unter Berücksichtigung spezifischer Anwendungen in drei Kategorien unterteilt: Reparaturbedarf, Individualbedarf und Kleinserienbedarf. Von der Kleinseriennachfrage mit einer Jahresproduktion von 10.000 Stück bis zur Großseriennachfrage mit einer Jahresproduktion von Millionen oder sogar mehreren Zehnmillionen Stück sind drei wichtige Elemente erforderlich: niedrige Kosten, hohe Kosten Effizienz und Konsistenz;
Die drei Elemente sind unverzichtbar: Um die oben genannten drei Anforderungen zu erfüllen, müssen Ausrüstung, Technologie und Materialien verbessert werden. Im Hinblick auf Kostensenkung sind die Reduzierung der Geräte- und Pulverpreise, die Verbesserung der Druckeffizienz, der Kapazitätsauslastung und die Verbesserung der Ausbeute wichtig. Gute Wirkung; Im Hinblick auf die Verbesserung der Effizienz haben der Fließbandbetrieb, die Erhöhung der Anzahl der Lichtquellen und die Erhöhung der Dicke der Druckschichten die Effizienz erheblich verbessert. In Bezug auf die Konsistenz wird die Einrichtung eines Standardsystems vom Pulver über die Ausrüstung bis hin zu Druckdiensten und unbemannten Fabriken das Konsistenzproblem der Massenproduktion von Produkten effektiv lösen.
Von der Einzelstück-Reparaturimitation bis zur 100-teiligen Musterversuchsproduktion, von der Kleinserienlieferung von 10.000 Stück bis zur stabilen und konsistenten Produktlieferung von Millionen Stück – die additive Fertigung erweitert ständig ihren potenziellen Ersatzraum und überwindet gleichzeitig ihre eigenen Prozessengpässe. Mit dem Aufkommen von Batch-Anwendungen werden die Grenzen der Branche weiter geöffnet.
1. Der Weg zur Massenproduktion
Wenn wir die Entwicklung der Branche betrachten, können wir feststellen, dass die Entstehung einer neuen Technologie oft von mehreren Phasen begleitet wird:
1. Die Knospungszeit
Neue Technologien weisen im Embryonalstadium häufig völlig andere Besonderheiten auf als herkömmliche Technologien, weisen jedoch im Vergleich zu herkömmlichen Technologien auch mehr Probleme auf, wie Stabilität, Kosten, Sicherheit usw. Daher sind die Hauptakteure in diesem Stadium Laboratorien großer Universitäten, Forschungsinstitute riesiger Unternehmen und Forschungsinstitute nationaler Regierungsstellen usw. Da Technologien in der Pilotphase kosteneffektiv sind, ist diese Phase ein fruchtbarer Boden für die Entstehung neuer Technologien.
2. Wachstumsphase
Nicht alle neuen Technologien können zu einem florierenden Wachstum führen, und vielleicht haben nur wenige die Aufmerksamkeit von Branchenriesen auf sich gezogen und Nachfrage hervorgerufen. In diesem Bereich wurde viel Geld investiert, einerseits um die Iteration neuer Technologien zu beschleunigen und, was noch wichtiger ist, um die Industrialisierung neuer Technologien zu ermöglichen. Nur die Technologien, die industrialisiert werden können, haben einen tatsächlichen kommerziellen Wert, und die meisten Technologien haben Probleme auf der Ebene der Industrialisierung und scheitern auf halbem Weg. Da europäische und amerikanische Länder große Innovationsvorteile haben, handelt es sich in dieser Phase im Allgemeinen um aus Übersee importierte Technologien, die von inländischen Unternehmen inkubiert und gelandet werden, und die Lokalisierungsrate der Industriekette ist relativ niedrig.
3. Die Tiefstphase
Die Entwicklung ist mühsam. Auf dem Weg zur Industrialisierung sind neue Technologien in der Regel mit einer kurzfristigen Überhitzungssituation konfrontiert. Die hohen Erwartungen der Menschen an neue Technologien führen zu hohen Kapital- und Personalinvestitionen, während der Output relativ gering ist. In der Folge traten nach und nach Probleme wie die relativ unausgereifte und eingeschränkte Anwendung neuer Technologien in der frühen Entwicklungsphase auf, was die Branche dazu veranlasste, aufzuklären. Im Zuge der Räumung sind teure importierte Geräte und Materialien zu einem Hindernis für die Kostensenkung geworden, sodass inländische Unternehmen begonnen haben, die Lokalisierung zu versuchen, und die Lokalisierungsrate ist stetig gestiegen. Obwohl die Branche mit ungünstigen Faktoren wie sinkender Nachfrage und sinkendem Angebot konfrontiert ist, hat sie auch an Stärke gewonnen. Unternehmen, die den kalten Winter erfolgreich überstanden haben, verfügen über größere Vorteile bei der Kostenkontrolle, den Kundenkanälen und der technischen Stärke und werden daher als erste von der Erholungsphase der Branche profitieren.
4. Entwicklungszeitraum
Nachdem die Branche während der kalten Winterperiode Verwirrung erlebte, fand sie in einigen Bereichen endlich geeignete Anwendungen, und die Unternehmen leiteten in dieser Phase eine rasante Entwicklung ein. In dieser Phase wurde mit dem schnellen Wachstum der nachgelagerten Nachfrage, der schnellen Ausweitung der Produktionskapazität der gesamten Industriekette und den hohen Investitionsausgaben die Leistung der verbundenen Unternehmen nacheinander realisiert und die primären und sekundären Investitions- und Finanzierungsaktivitäten wurden aktiv. Gleichzeitig wurde die Lokalisierungsrate weiter verbessert, was die schnelle Technologieentwicklung in verwandten Unternehmen in der Industriekette vorantreibt.
5. Laufzeit
In der Reifephase wurden die grundlegenden Branchen- und Unternehmenswettbewerbsmuster festgelegt und der technische Weg ist ausgereift. Daher neigen bestehende Akteure dazu, neue Marktteilnehmer zu blockieren, indem sie einen höheren Wettbewerbsvorteil errichten und den Gesamtgewinn der Branche schmälern. Gleichzeitig ist die Bruttogewinnmarge der Unternehmen der Branche seit dem Ende der Phase des schnellen Wachstums der Branche auf ein normales Niveau zurückgekehrt und wartet auf die nächste Runde der technologischen Iteration.
Wenn wir die Entwicklung der Branche betrachten, können wir feststellen, dass die Entstehung einer neuen Technologie oft von mehreren Phasen begleitet wird:
1. Die Knospungszeit
Neue Technologien weisen im Embryonalstadium häufig völlig andere Besonderheiten auf als herkömmliche Technologien, weisen jedoch im Vergleich zu herkömmlichen Technologien auch mehr Probleme auf, wie Stabilität, Kosten, Sicherheit usw. Daher sind die Hauptakteure in diesem Stadium Laboratorien großer Universitäten, Forschungsinstitute riesiger Unternehmen und Forschungsinstitute nationaler Regierungsstellen usw. Da Technologien in der Pilotphase kosteneffektiv sind, ist diese Phase ein fruchtbarer Boden für die Entstehung neuer Technologien.
2. Wachstumsphase
Nicht alle neuen Technologien können zu einem florierenden Wachstum führen, und vielleicht haben nur wenige die Aufmerksamkeit von Branchenriesen auf sich gezogen und Nachfrage hervorgerufen. In diesem Bereich wurde viel Geld investiert, einerseits um die Iteration neuer Technologien zu beschleunigen und, was noch wichtiger ist, um die Industrialisierung neuer Technologien zu ermöglichen. Nur die Technologien, die industrialisiert werden können, haben einen tatsächlichen kommerziellen Wert, und die meisten Technologien haben Probleme auf der Ebene der Industrialisierung und scheitern auf halbem Weg. Da europäische und amerikanische Länder große Innovationsvorteile haben, handelt es sich in dieser Phase im Allgemeinen um aus Übersee importierte Technologien, die von inländischen Unternehmen inkubiert und gelandet werden, und die Lokalisierungsrate der Industriekette ist relativ niedrig.
3. Die Tiefstphase
Die Entwicklung ist mühsam. Auf dem Weg zur Industrialisierung sind neue Technologien in der Regel mit einer kurzfristigen Überhitzungssituation konfrontiert. Die hohen Erwartungen der Menschen an neue Technologien führen zu hohen Kapital- und Personalinvestitionen, während der Output relativ gering ist. In der Folge traten nach und nach Probleme wie die relativ unausgereifte und eingeschränkte Anwendung neuer Technologien in der frühen Entwicklungsphase auf, was die Branche dazu veranlasste, aufzuklären. Im Zuge der Räumung sind teure importierte Geräte und Materialien zu einem Hindernis für die Kostensenkung geworden, sodass inländische Unternehmen begonnen haben, die Lokalisierung zu versuchen, und die Lokalisierungsrate ist stetig gestiegen. Obwohl die Branche mit ungünstigen Faktoren wie sinkender Nachfrage und sinkendem Angebot konfrontiert ist, hat sie auch an Stärke gewonnen. Unternehmen, die den kalten Winter erfolgreich überstanden haben, verfügen über größere Vorteile bei der Kostenkontrolle, den Kundenkanälen und der technischen Stärke und werden daher als erste von der Erholungsphase der Branche profitieren.
4. Entwicklungszeitraum
Nachdem die Branche während der kalten Winterperiode Verwirrung erlebte, fand sie in einigen Bereichen endlich geeignete Anwendungen, und die Unternehmen leiteten in dieser Phase eine rasante Entwicklung ein. In dieser Phase wurde mit dem schnellen Wachstum der nachgelagerten Nachfrage, der schnellen Ausweitung der Produktionskapazität der gesamten Industriekette und den hohen Investitionsausgaben die Leistung der verbundenen Unternehmen nacheinander realisiert und die primären und sekundären Investitions- und Finanzierungsaktivitäten wurden aktiv. Gleichzeitig wurde die Lokalisierungsrate weiter verbessert, was die schnelle Technologieentwicklung in verwandten Unternehmen in der Industriekette vorantreibt.
5. Laufzeit
In der Reifephase wurden die grundlegenden Branchen- und Unternehmenswettbewerbsmuster festgelegt und der technische Weg ist ausgereift. Daher neigen bestehende Akteure dazu, neue Marktteilnehmer zu blockieren, indem sie einen höheren Wettbewerbsvorteil errichten und den Gesamtgewinn der Branche schmälern. Gleichzeitig ist die Bruttogewinnmarge der Unternehmen der Branche seit dem Ende der Phase des schnellen Wachstums der Branche auf ein normales Niveau zurückgekehrt und wartet auf die nächste Runde der technologischen Iteration.
Wir glauben, dass die additive Fertigungsindustrie im Allgemeinen die oben genannten Phasen durchlaufen hat. Gleichzeitig wurde im Zuge der kontinuierlichen Erweiterung des industriellen Maßstabs, der Verbesserung der Lokalisierungsrate und der Reduzierung der Technologiereifekosten auch der Umfang der Produkte, die direkt durch additive Fertigung hergestellt werden können, von Anfang an repariert und angepasst. Aus wenigen oder Hunderten von Unternehmen entwickeln sich nach und nach Tausende oder sogar Zehntausende kleiner Massenprodukte:
Der Preis des frühen 3D-Drucks war relativ hoch, hatte aber den Vorteil, dass es keine Form gab. Die Nachfrage konzentrierte sich hauptsächlich auf die Bereiche Einzelteilanfertigung und Reparaturteile. Eine Produktion in kleinem Maßstab wurde noch nicht realisiert. Derzeit sind in unserem Land die meisten Unternehmensmanager Universitätsprofessoren, Rückkehrer aus dem Ausland und andere zukunftsorientierte Unternehmer;
Mit der Entwicklung der Technologie weist der 3D-Druck nach und nach seine Merkmale hoher Komplexität und geringem Gewicht auf und wird von Designern nach und nach anerkannt. Durch den 3D-Druck stellt die Realisierbarkeit des Prozesses keine Fessel mehr dar, die die Innovationsfähigkeit von Designern einschränkt. Mit der Neugestaltung und Leistungsoptimierung von Komponentenstrukturen durch Konstruktionseinheiten ist die additive Fertigung zu einem Muss für die Verbesserung der Leistung bestimmter Waffen und Ausrüstung geworden. Da die Anzahl der gekauften Waffen und Ausrüstungen zwischen Tausenden und Zehntausenden liegt und die additive Fertigungstechnologie zu diesem Zeitpunkt im Laufe der Jahre weiterentwickelt wurde, um sowohl Effizienz als auch Kosten zu erzielen, hat die additive Fertigung im Luft- und Raumfahrtbereich ein schnelles Wachstum erzielt.
Von kundenspezifischen und restaurativen Anforderungen bis hin zu Anforderungen in der Kleinserien- und Massenproduktion hat die additive Fertigungsindustrie sowohl auf der Angebots- als auch auf der Nachfrageseite Durchbrüche erzielt. Auf der Angebotsebene ist der gesamte Prozess der Industriekette vom Pulver über die Ausrüstung bis zum Service perfekt, die Teilnehmer wechseln von ausländischen Giganten zu inländischen Herstellern, die Lokalisierung von Kernkomponenten wird beschleunigt und die Anzahl der Laserköpfe wird von Einzellicht zu Multilicht vervielfacht – eine Optimierung durch mehrere Parteien. Auf der anderen Seite hat der 3D-Druckanbieter die Technologie-, Effizienz- und Kostenbedingungen der Massenproduktion erfüllt; Auf der Nachfrageseite hat die Designseite der nachgelagerten Kunden die Akzeptanz der additiven Fertigungstechnologie schrittweise erhöht, und die Anforderungen an leichte und leistungsstarke Waffen und Ausrüstung haben zugenommen. Die Nachfrage nach neuen Verfahren wie der additiven Fertigung steigt, und die Nachfrageexplosion im Luft- und Raumfahrtbereich hat auch den Grundstein für das schnelle Wachstum der additiven Fertigung gelegt – die Nachfrageseite des 3D-Drucks ist bereit für die Transformation der Branche. Seitdem hat der 3D-Druck einen Weg der Massenproduktion mit zunehmendem Bewusstsein und ausgereifter Technologie durchlaufen.
1.1 Klassifizierung nach Produktionsmaßstab
In der Vergangenheit wurde bei der Klassifizierung der additiven Fertigung häufig nach technischen Verfahren und Anwendungsfeldern unterschieden, jedoch nicht nach dem Produktionsmaßstab. Der Hauptgrund liegt darin, dass es bisher keine groß angelegten Serienproduktionsanwendungen gab, hauptsächlich Einzelreparaturen oder Gussformen, und die explosionsartige Nachfrageexplosion im Luft- und Raumfahrtbereich beweist, dass die additive Fertigung keine Nischenbranche mehr für einfache Reparaturen oder kundenspezifische Anforderungen ist, sondern eine Branche, die tatsächlich eine Großserienproduktion erreichen kann;
Mit der Weiterentwicklung der Technologie, der Verbesserung der Effizienz und der Kostensenkung wird sich die additive Fertigungstechnologie, die das Problem der Produktkonsistenz löst, schrittweise vom Massenproduktionsmaßstab von Zehntausenden von Teilen auf den Massenproduktionsmaßstab von Millionen von Teilen entwickeln. Zwar gibt es aus heutiger Sicht bereits zig Millionen Bewerbungen im Dentalbereich, der Fördereffekt hat sich jedoch noch nicht eingestellt. Die Gründe für die Analyse liegen hauptsächlich in zwei Punkten. 1) Die Dentalprodukte sind relativ klein und die Anforderungen an die Produktkonsistenz sind nicht hoch. Beim Drucken handelt es sich hauptsächlich um Kleingeräte und die Konzentration ist gering, sodass ein einzelner Funke kein Präriefeuer auslösen kann. 2) Die Hauptidee der zahnmedizinischen Anwendung besteht darin, den ursprünglichen Prozess durch den 3D-Druck zu ersetzen, und dies hat die Branche vom Design her nicht wirklich verändert. Um im wahrsten Sinne des Wortes eine groß angelegte Anwendung von Millionen von Teilen in der Fertigungsindustrie zu ermöglichen, muss diese in Bezug auf Design, Herstellung und Endanwendungsformen wirklich unabhängig von traditioneller Technologie sein.
1.2 Drei Hauptanforderungen schaffen eine zentrale Wettbewerbsfähigkeit
Da es sich bei Anwendungen mit einer jährlichen Produktion von Millionen oder sogar mehreren zehn Millionen meist um zivile Anwendungen handelt, erfordert das Back-End-Testen von Anwendungen nicht die Prüfung jedes Produkts wie in der Luft- und Raumfahrt, sondern erfolgt häufig durch Stichproben und andere Methoden. Für zivile Anwendungen mit einer jährlichen Produktion von Millionen Stück gibt es drei Hauptanforderungen: niedrige Kosten, hohe Effizienz und Konsistenz. Unter diesen beziehen sich niedrige Kosten hauptsächlich auf Design, Verarbeitung und Back-End-Wärmebehandlung. Die Inspektionskosten sollten denen der herkömmlichen Fertigung entsprechen oder sogar darunter liegen. Natürlich kann in manchen Bereichen auch durch Neugestaltung die Parität des gesamten Lebenszyklus erreicht werden; Und hohe Effizienz bedeutet, dass der 3D-Druck über die für die Massenproduktion erforderliche Kapazität verfügen muss. Daher sind die Anforderungen an die Ausrüstung für den Clusterbetrieb relativ hoch. Schließlich bezieht sich Konsistenz auf den kleinen Fehler beim endgültigen Formen beim Drucken mehrerer Teile, der eine hohe Druckgenauigkeit und Stabilität der Ausrüstung erfordert. Viele Anforderungen im zivilen Bereich machen es erforderlich, die oben genannten Probleme im Promotionsprozess des 3D-Drucks zu lösen, um den Sprung von zehntausend Stück auf eine Million Stück zu schaffen. Allerdings können führende Unternehmen die oben genannten Probleme aufgrund ihrer langfristigen Praxisdatenbank und des Erfahrungsschatzes leichter lösen und so ihre Wettbewerbsfähigkeit im zivilen Bereich stärken.
Zweitens der mögliche Weg zur Massenproduktion
Basierend auf unserem bisherigen Branchenverständnis und der Untersuchung der Industriekette werden wir über mögliche Umsetzungspfade im Hinblick auf Kostensenkung, Effizienzsteigerung und Produktkonsistenz sprechen.
Basierend auf unserem bisherigen Branchenverständnis und der Untersuchung der Industriekette werden wir über mögliche Umsetzungspfade im Hinblick auf Kostensenkung, Effizienzsteigerung und Produktkonsistenz sprechen.
2.1 Kostenreduzierung
Die Kosten sind der Kern der Fertigungsindustrie. Gemäß unserer vorherigen Kostenanalyse im ausführlichen Bericht zur additiven Fertigung sind Herstellungskosten, Pulverkosten und Arbeitskosten die Hauptbestandteile der Kosten für die additive Fertigung. Daher werden wir diese drei Aspekte betrachten und Möglichkeiten zur Kostensenkung erkunden:
Das Herstellungskostenangebot wird in der Regel anhand der Maschinenstundenkosten pro Einheit und der Druckzeit bestimmt. Die Kosten pro Stundeneinheit hängen von den Kosten und der Abschreibungsdauer der Ausrüstung ab – 1) Mit der Massenproduktion und der Lokalisierung von Kernkomponenten in der Ausrüstung ist der Preis der Ausrüstung in den Anfangsjahren, als europäische und amerikanische Unternehmen monopolisierten, stark gesunken; 2) Um die Nachfrage nach Massenproduktion derselben Struktur zu decken, werden spezielle Unterstruktur-Druckgeräte auf den Markt kommen, wodurch die Gerätekosten effektiv gesenkt werden. 3) Abschreibungen und wartungsbezogene Kosten sind mit der Verbesserung der Anlagenstabilität zurückgegangen und dürften auch in Zukunft stabil bleiben. In Bezug auf die Druckzeit hängen die Druckeffizienz und die Druckauslastung damit zusammen. Auf die Druckeffizienz wird hier nicht näher eingegangen, der Druckaufwand wird jedoch im Wesentlichen durch die zum Drucken des Werkstücks verwendete Pulvermenge und dessen Komplexität bestimmt. Die Topologieoptimierung ist wichtig, um redundante Strukturen zu entfernen. Gleichzeitig nimmt auch die Komplexität zu, aber die durchschnittliche Druckzeit des endgültigen topologieoptimierten Modells hat sich verringert;
Die Pulverkosten sind ein wichtiger Faktor bei der Bestimmung der Rohstoffe, die hauptsächlich vom Preis der Pulvereinheit und der Gesamtverwendung abhängen. In Bezug auf den Pulverstückpreis sind die Frage, ob Massenproduktion möglich ist, die Pulverausstoßrate und die Kosten für die Ausrüstung zur Pulverherstellung entscheidend: 1) Da die aktuelle jährliche Pulverproduktion gering ist und die Pulverausstoßrate noch Raum für Verbesserungen bietet, gibt es potenziellen Raum für Kostenoptimierung; 2) Der Wertverlust der Mühlenausrüstung wird mit der Steigerung der inländischen Produktionsrate und dem Aufkommen großer Mühlenausrüstung einen Abwärtstrend aufweisen. Bezogen auf die Gesamtdosierung wurde die eingesetzte Pulvermenge nach der Optimierung reduziert. Gleichzeitig wirken sich die Stützstruktur und die Ausbeute auch auf die gesamte Pulverdosierung aus und werden daher künftig das zentrale Optimierungsobjekt sein. In letzter Zeit kam es in der Industrie zu Fällen von nicht unterstütztem Drucken unter 30 Grad, was den Pulververbrauch stark reduziert;
Auch die Arbeitskosten sind ein unvermeidbarer Faktor im Druckprozess. Durch Intelligenz und Digitalisierung können unbemannte Managementfähigkeiten effektiv verbessert werden. Gleichzeitig können durch die Online-Überwachung in Echtzeit während des Prozesses auch die Personalkosten gesenkt und die Fehlerquote gesenkt werden. Führende Unternehmen der Branche haben ihre eigenen Lösungen für unbemannte Chemiefabriken vorgeschlagen. Mit dem Aufkommen von Kundenausrüstungsclustern wird die Lösung der Schwarzlampenfabrik die Möglichkeit haben, zu landen.
Insgesamt hängt der Kostenfaktor Druck von vielen Faktoren ab. Nach der Aufteilung gibt es viele Faktoren, die sich auf die einzelnen Kostenpositionen beziehen. Beispielsweise besteht eine starke Korrelation zwischen der Ausbeute und den Herstellungskosten, den Materialkosten und den Arbeitskosten, und dies ist auch zu einem wichtigen Indikator für die Wettbewerbsfähigkeit verschiedener Druckdienstleister geworden.
2.2 Effizienz verbessern
Effizienz ist nach den Kosten der zweitwichtigste Faktor in der Fertigung. Die Verbesserung der Effizienz ist besonders wichtig für die 3D-Druckindustrie. Da es sich bei den meisten Fertigungseinheiten in der additiven Fertigungsindustrie zudem um Einzelanlagen handelt, ist der Skaleneffekt nicht so groß. Daher haben nachgelagerte Kunden höhere Anforderungen an die Produktionskapazität. Durch die Verbesserung der Effizienz können die Kosten effektiv gesenkt und gleichzeitig die Kapazitätsanforderungen der Kunden erfüllt werden. Derzeit sind die Hauptfaktoren, die die Druckzeit beeinflussen, die Pulververteilungszeit und die Pulverzufuhrzeit.
Die Verkürzung der Pulververteilungszeit hängt hauptsächlich von der Pulververteilungsstrategie und dem Betrieb der Montagelinie ab. Gegenwärtig hat die Branche die Popularisierung der Zwei-Wege-Pulververteilungstechnologie abgeschlossen, aber Unternehmen mit unabhängigen Anpassungssoftwarefähigkeiten haben begonnen, die Strategie der Pulververteilung mit variabler Geschwindigkeit zu untersuchen. Durch die Pulververteilung mit variabler Geschwindigkeit kann die Pulververteilungsgeschwindigkeit intelligent an die Kontur des Teils angepasst werden, um die Pulververteilungsgeschwindigkeit und die Balance der Pulververteilungsqualität zu erreichen. Darüber hinaus ist der Fließbandbetrieb ein neues Druckverfahren, das in den letzten Jahren in der Branche vorgeschlagen wurde und das Drucken, Pulververteilen und andere Zusammenhänge trennt und ein Verarbeitungsverfahren mit mehreren Stationen anwendet, um eine kontinuierliche Produktion von Geräten zu realisieren.
Die Pulverzufuhrzeit ist tatsächlich ein Problem der Pulverabscheidungseffizienz. Die Erhöhung der Anzahl der Lichtquellen und der Druckschichtdicke sind die wichtigsten Lösungen in der Branche.
Was die Anzahl der Lichtquellen betrifft, so ist die Druckeffizienz jedes zusätzlichen Laserkopfgeräts um 20–50 % gestiegen, seit die additive Fertigungsindustrie 2017 eine Multi-Laser-Druckstrategie entwickelt hat. „Das leistungsstärkste Wettrüsten – am Beispiel von BLT – hat die theoretische Abscheidungsrate von den höchsten 15 cm3/h von S210 auf die höchsten 300 cm3/h von S1000 erhöht und die Effizienz um das Zwanzigfache erhöht. Mit der Erhöhung der Anzahl der Laserköpfe hat die Industrie jedoch festgestellt, dass Probleme wie Lichtquelleninterferenz, Windfeldkontrolle und Nahtüberlappung zu einem starken Anstieg der Ausrüstungs- und Druckkosten geführt haben.“ Gleichzeitig verbessert sich die Effizienzmarge von supergroßen Geräten und mehr als 10 Laserköpfen rapide. Konvergenz. Daher hat die Industrie im zivilen Bereich ihre Aufmerksamkeit einstimmig auf mittelgroße Geräte der Größe „400-500“ (hier bezieht sich auf die Hohlraumgröße 400 mm * 400 mm * 400 mm - 500 mm * 500 mm * 500 mm) mit einem hervorragenden Preis-Leistungs-Verhältnis gerichtet. Wir gehen davon aus, dass diese Art von Geräten ein Verkaufsschlager wird Vorbild in der Branche;
Darüber hinaus sind in der Branche auch einige neue Druckverfahren wie der Oberflächenlaserdruck aufgetaucht. Der Oberflächenlaserdruck wird auch als Flächendrucktechnologie bezeichnet. Bei der traditionellen laserselektiven Schmelztechnologie werden Punktlichtquellen verwendet, während bei der Flächendrucktechnologie die Lichtquelle als gepulster Strahl (ca. die Form von Millionen von Punktlichtquellen) auf die Arbeitsebene projiziert wird, um ein schnelles Sintern des Pulvers zu erreichen. Im Vergleich zur herkömmlichen Methode ist die Druckgeschwindigkeit erheblich verbessert und es kann eine hohe Auflösung beibehalten und gleichzeitig ein schnelles Drucken erzielt werden. Da der Läppprozess diskontinuierlich erfolgt, können natürlich Fehler auftreten und diese Technologie wurde noch nicht industrialisiert. Man geht davon aus, dass die Druckeffizienz nach dem technologischen Durchbruch einen qualitativen Sprung einläuten wird;
Im Hinblick auf die Druckschichtdicke haben die derzeit führenden Akteure der Branche damit begonnen, das Drucken mit extrem großen Schichtdicken zu untersuchen. Obwohl eine Erhöhung der Schichtdicke die Genauigkeit gedruckter Teile bis zu einem gewissen Grad verringert und gleichzeitig eine höhere Laserleistung erfordert, wurde durch die hochpräzise Steuerung von Hochleistungslasern und die Lösung des Problems des Pulverspritzens die Dicke des Einzelschichtdrucks in einigen zivilen Bereichen verringert. Von 50μm bis 140μm ist die Verbesserung relativ hoch. Sie erhöht zwar die Schichtdicke, stellt aber auch Anforderungen an die Regelgenauigkeit der Anlage und die Stabilität des Hochleistungslasers. Mit der Erhöhung der Schichtdicke wurden die Pulverausbreitung und die Pulverzufuhrzeit effektiv verkürzt.
2.3
Konsistenzauflösung
Konsistenzprobleme sind der Kern der 3D-Drucktechnologie auf dem Weg zur additiven „Fertigung“. Der Vorteil der frühen 3D-Drucktechnologie liegt im Rapid Prototyping, was auch dazu führt, dass die Nachfrage häufig eher aus der Einzelfertigung als aus der echten „Massenfertigung“ stammt. Im Zuge der Industrialisierung können Kunden niedrige Erträge, schlechte Konsistenz und hohe Kosten nicht akzeptieren. Daher hat die Branche eine lange und schmerzhafte Industrialisierung erlebt und schließlich den Übergang vom Kunsthandwerk zu industriellen Kleinserienprodukten vollzogen. angewandt. In den beiden Luftfahrtbereichen muss jedes gedruckte Produkt mit einem Teststab ausgestattet werden, um die Leistung des Produkts während des Druckvorgangs zu testen, und die Testkosten liegen oft nahe an den Herstellungskosten. Allerdings kann der zivile Bereich die hohen Testkosten nicht akzeptieren. In der Regel werden Stichprobenprüfungen durchgeführt, um die Erfolgsquote von Produkten sicherzustellen. Um von kleinen Chargen industrieller Produkte zu großen Chargen industrieller Produkte und sogar Massengütern überzugehen, ist die Lösung der Konsistenz zum Kern geworden:
1) Konsistenz spiegelt sich zunächst in der Festlegung des Materialstandardsystems wider. Da die derzeitige additive Fertigungsindustrie noch kein Standardmaterialsystem entwickelt hat, können Pulver von Drittanbietern häufig nicht universell verwendet werden und jedes verfügt über entsprechende Patente wie Marken, was die Austauschbarkeit von Pulvern beeinträchtigt. Die meisten aktuellen Druckdienstleister nutzen Eigenproduktion oder Patentgenehmigung. Pulver wird durch Verarbeitung und andere Methoden gewonnen, es besteht jedoch immer noch das Problem der geringen Konsistenz der Rohstoffe. Mit der Vereinheitlichung der Pulverstandards und der Integration und Übernahme von Pulverunternehmen wird das Problem der Pulverkonsistenz in Zukunft schrittweise gelöst;
2) Konsistenz erfordert auch, dass das Gerät selbst gut genug ist. Druckgeräte sind die Grundeinheit der Produktion, die einen großen Einfluss auf die Konsistenz der Produktausgabe hat. Führende Unternehmen verfügen über ein tiefes Verständnis der Gerätestabilität, Druckgenauigkeit und Überlappungsfehler und haben durch kontinuierliche iterative Optimierung ein Know-how aufgebaut. Die Prozessroute erfüllt die Anforderungen des Kunden an Anlagenstabilität und -konsistenz;
3) Zweitens erfordert Konsistenz, dass Druckdienstleister ein eigenes Verständnis des Druckprozesses haben. Zu den Druckdiensten gehören Modellieren, Schneiden, Drucken und Nachbearbeiten. Unternehmen mit umfangreicher Druckerfahrung verfügen über ihre eigene einzigartige Datenbankerfahrung und ihr eigenes Verständnis der Prozessparameter im Hinblick auf Topologieoptimierung, Support-Design, Slicing-Methoden, Prozessüberwachung und Nachbearbeitung. Um das Konsistenzproblem von Druckprodukten zu lösen, ist es untrennbar mit der umfassenden Druckerfahrung des entsprechenden Unternehmensteams verbunden.
4) Schließlich kann der Bau einer unbemannten Chemieanlage die Beeinflussung durch menschliche Faktoren wirksam reduzieren. Während des Druckprozesses, der Pulverbeladung, des Druckens, der Pulverreinigung, des Testens, der Nachbearbeitung und anderer Prozesse werden manuelle Methoden verwendet, und die subjektiven Faktoren sind stark. Nachdem der Produktionsprozess digitalisiert und unbemannt ist, werden daher die Eingriffe menschlicher Faktoren weitestgehend eliminiert, um die Qualität des Produkts sicherzustellen. Konsistenz der Lieferung.
3. Der Wechsel der Bewertungsanker öffnet die Obergrenze der Branche
Der Bewertungshöhepunkt ist überschritten und Performance Cashing ist in den Fokus des Marktes gerückt: Mit der rasanten Entwicklung der additiven Fertigungsindustrie sind die Primär- und Sekundärmärkte zunehmend betroffen, und Investoren haben höhere Anforderungen an verwandte Unternehmen gestellt, wie z. B. Rentabilität, Offenlegung von Informationen, soziale Verantwortung und viele andere Aspekte. Da der Einfluss des Unternehmens auf dem Markt allmählich zunimmt, vertieft sich das Verständnis des Sekundärmarktes für die Branche und die Leistung aller Aspekte wird sich auch auf die eigene Bewertung des Unternehmens auswirken. In Zukunft wird sich der Markt auf die Realisierung von Leistungen konzentrieren und die Toleranz für die Bewertung verbundener Unternehmen wird allmählich abnehmen;
Die beiden Luftfahrtbereiche haben die Bühne von 0 auf 1 überschritten und schreiten auf eine neue Reise zu: Derzeit hat die additive Fertigungsindustrie im Luft- und Raumfahrtbereich schrittweise den Prozess von 0 auf 1 durchlaufen, und die additive Fertigungstechnologie hat sich zunächst in der Branche herausgebildet. Es besteht Einigkeit darüber, dass eine der Haupttechnologien der High-End-Fertigung in der Luft- und Raumfahrtindustrie mit der Umwandlung von Forschungsteilen in Serienproduktionsteile und der Verbesserung der Durchdringungsrate große Fortschritte in Richtung einer Phase schnellen Wachstums von 1 auf N macht.
Der zivile Bereich ist im Aufwind, also haben Sie bitte etwas Geduld: Aufgrund der hohen Anforderungen an Preis, Produktionskapazität und Massenproduktion im zivilen Bereich hat die Anwendung der Industrie im zivilen Bereich noch keinen Maßstab erreicht. Die aufstrebende Branche der additiven Fertigung muss noch drei Fragen beantworten, um aus ihren Kinderschuhen herauszukommen: Wie stark können die Kosten gesenkt werden? Wie viel effizienter kann es sein? Konsistenz kann nicht gewährleistet werden? Obwohl die Lösung der drei Probleme nicht über Nacht gelingen wird, hoffen wir dennoch, dass der Markt geduldig genug sein wird. Gleichzeitig sollte die Branche intensiv mit den Kunden zusammenarbeiten, um ihnen bei der Lösung ihrer Probleme zu helfen und sich gleichzeitig zu verbessern. Ich glaube, dass eines Tages, wenn der Schmetterling aus seinem Kokon schlüpft, die 3D-gedruckte Decke geöffnet wird.
4. Aufmerksamkeitspunkte
Die nachgelagerte Nachfrage ist geringer als erwartet: Da es sich bei der additiven Fertigung um ein neues Verfahren handelt, muss der Markt noch entwickelt werden und wurde von den Kunden noch nicht allgemein anerkannt. Daher besteht das Risiko, dass die nachgelagerte Nachfrage aufgrund von Faktoren wie hohen Kosten und mangelndem Bewusstsein der nachgelagerten Kunden geringer ausfällt als erwartet.
Risiko der Subversion technischer Wege: Da die Entwicklung der additiven Fertigungsindustrie noch unausgereift ist, gibt es viele technische Wege. Obwohl das Unternehmen je nach Situation ein diversifiziertes Layout mit mehreren Routen durchgeführt hat, besteht immer noch die Gefahr, dass die technische Route durch neue Prozesse und neue Technologien untergraben wird.
Die Beauftragung von Fundraising-Projekten verläuft nicht wie erwartet: Die meisten Produktionsstandorte für Druckgeräte sind Werkstätten für Stahlkonstruktionen, der Bau ist schwierig und die Bauzeit ist nicht lang, aber es besteht immer noch das Risiko, dass der Baufortschritt des Projekts aufgrund verschiedener Faktoren nicht den Erwartungen entspricht;
Die Lokalisierung von Kernteilen und Komponenten ist nicht so gut wie erwartet: Obwohl das Unternehmen bereits über eine Reihe lokalisierter Ersatzlösungen verfügt, bedarf die Lokalisierung von Kernteilen noch der Anerkennung nachgelagerter Kunden und der kontinuierlichen Verbesserung des technischen Niveaus inländischer Lieferanten. Das Risiko, dass der Lokalisierungsprozess von Teilen und Komponenten nicht wie erwartet verläuft;
Risiko eines verschärften Marktwettbewerbs: Obwohl es sich bei der additiven Fertigungsindustrie um einen Know-how-Prozess handelt, ist er stark von Erfahrungen und Datenbanken abhängig und es gibt Matthew-Effekte und Markeneffekte. Mit der Zunahme der Wettbewerber wird es jedoch zu einer Verschlechterung des Wettbewerbsmusters und einem Rückgang der Bruttogewinnmargen usw. kommen.
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