Литье является одним из самых распространенных методов изготовления деталей. Для изготовления деталей этим методом требуется оснастка. На ее изготовление стандартными методами уходит много времени, требует большое число технологических операций, оборудования и персонала. На сегодняшний день существуют 3D принтеры, способные изготовлять оснастку для литья. Но стоимость некоторых из них варьируется в районе нескольких миллионов рублей, да и работать на них может только человек с высокой квалификацией. В данной статье мы рассмотрим целесообразность использование 3D принтера для изготовления оснастки из воска для литья. К особенностям относиться широкая номенклатура и небольшие партии изделий. Ожидаемый экономический результат от использования 3D принтера: уменьшение себестоимости продукции, сокращение времени на изготовления оснастки, уменьшение количества персонала, участвующего в создании оснастки.
На предприятии используются различные типы оснасток для литья. В статье будет рассмотрены оснастки изготовленные из воска, и возможность применения 3D принтера, который использует в качестве материала печати воск. Стоит понимать, что универсальных принтеров не существует, и для каждого типа материала существует свой тип принтера. Так же существует большое количество технологий, и способов печати. Производители предлагают богатый выбор принтеров, различающихся ценой, функционалом, программным обеспечением, размером камеры и т.д.
В качестве устройства для печати оснастки был выбран принтер 3D принтер ProJet CPX 3500 Max. Основными его преимуществами являются способность просто и быстро создавать модели для микролитья сверхвысокого разрешения. Аппарат уникален оптимизированным соотношением разрешающей способности печати и скорости производства прототипов. Это обеспечено использованием инновационных разработок аппаратного и программного обеспечения, технологии MJM и материала VisiJet Hi-Cast. В качестве примера изготовления оснастки рассмотрим изготовление стандартной деталей :[1]
Рис.1 Деталь корпус 378-24.1678
Стоимость изготовления оснасти для литья из воска стандартным методом 4127р. [2]
Стоимость материалов печати на 3D принтере 29 доллара (2030р) +400-1000р(на разработку модели и создание программы для печати)[1]:
Рис.2 Деталь крышка 586-30.1531
Стоимость материалов печати на 3D принтере 44 доллара (3080р)+ 400-1000р(на разработку модели и создание программы для печати)[1]
Стоимость изготовления оснасти для литья из воска стандартным методом 6643р [2]
Рис.3 Деталь фланец 478-25.1246
Стоимость изготовления оснасти для литья из воска стандартным методом 25789р.[2]
Стоимость материалов печати на 3D принтере 391доллар (27370р) +400-1000р(на разработку модели и создание программы для печати)[1]
Средняя загруженность цеха изготовления оснастки по трем типам изготовляемых деталей: 120-180. Эти данные взяты усредненно. Так как постоянного заказчика по данному типу продукции предприятие не имеет, и делает небольшие партии, различным компаниям. Взяты 3 основных типа деталей, выпускаемых в этом году.По типу фланцы 20-40; крышки 40-80; корпус 20-60.
Рис.4 ProJet CPX 3500 Max [1]
Комплект поставок включает:
-3D принтер ProJet CPX 3500 Max, включая:
- пусконаладочные работы и обучение
- лицензионное ПО
- две платформы построения
- стартовый комплект расходных материалов, включающий 1,75 кг материала построения и 1,75 кг материала поддержки 136 000,00 USD Материал VisiJet Hi-Cast (M3 Hi-Cast) (синий) 1,75кг 1640,00(114800р при 70р за доллар).
Поддерживающий материал VisiJet S400 (белый) 1,75кг 600,00(42000р при 70 р за доллар).[1]
Таким образом минимальные инвестиции составляют 9975000р. +156800 минимальный запас материала, для создания оснастки=10131800р.
Применение технологии 3D печати является более рентабельной на 25%-45%. Что позволит сэкономить от 150-270 до 450-820 тысяч рублей в год. При этом окупаемость принтера займет в самом оптимистичном варианте 12-20 лет. Что является неприемлемым показателем.
Хотя использование 3D принтера для изготовление оснастки является перспективным направления развития предприятия, его наличие позволит уменьшить издержки на создание оснастки, улучшит качество оснастки, приведет к уменьшению времени на ее создание. Но в современных экономических реалиях, использование 3D принтера не дает необходимый экономический эффект. Это связано с небольшими объемами изготовления оснастки на предприятии, нестабильности курса доллара (так как оборудование и расходных материалов иностранного производства и продаются в долларах США). Длительный срок окупания оборудования. По этим причинам покупка 3D принтера для изготовления оснастки из воска в данных условиях не является экономически целесообразной.
Оценим перспективу применения принтера для изготовления оснастки. Выясним при каком оптимальном количестве изготовленных оснасток в год окупаемость принтера составит 5-6 лет.
Рис.5 Графики показывающий рентабельность использования 3D принтера различных сценариях загрузки.
Таким образом при увеличении загрузки 3D принтера в 2 раза, и рентабельности при его использовании 25% и 45% получаем экономию в 880150р и 1584270р. Тогда принтер окупит себя через 11,33года и 6,296лет. Что является приемлемым показателем.
Библиографический список
- http://3d.globatek.ru/3d-printers/ProJet_CPX_3500Max/
- Деталь фланец 478-25.1246, Деталь крышка 586-30.1531, Деталь корпус 378-24.1678.