Memikirkan kembali konsolidasi bagian dengan manufaktur aditif

Rakitan mekanis umum terjadi pada produk konsumen dan produk industri. Bahkan produk yang relatif murah dapat memiliki lusinan komponen individual, dan dalam mesin yang kompleks dapat dengan mudah memiliki ratusan atau ribuan komponen. Manufaktur aditif (AM) memungkinkan konsolidasi komponen tingkat tinggi, terkadang bahkan menghilangkan kebutuhan untuk perakitan.

Manfaat manufaktur aditif untuk konsolidasi bagian

AM secara unik mampu menghasilkan geometri kompleks yang tidak dapat diproduksi menggunakan metode manufaktur tradisional. Rakitan mekanis yang biasanya memiliki banyak bagian yang dibuat sebagai komponen terpisah dan kemudian disatukan dapat diproduksi secara aditif sebagai satu unit, bahkan jika geometrinya sangat kompleks. Selain penyederhanaan desain, ada manfaat nyata lainnya menggunakan AM untuk konsolidasi bagian:

Turunkan biaya proyeksi keseluruhan

Manfaat terbaik dan paling jelas dari mengkonsolidasikan suku cadang Anda dengan AM adalah bahwa membutuhkan lebih sedikit suku cadang untuk dirakit berarti Anda menghabiskan lebih sedikit uang untuk biaya perakitan. Mengeluarkan perakitan dari persamaan juga berarti Anda akan mengurangi faktor pendorong biaya potensial seperti kontrol kualitas atau manajemen inventaris. Dengan menggunakan manufaktur aditif untuk membuat beberapa bagian menjadi satu, Anda mengurangi risiko biaya tersembunyi dan penundaan proyek.

Materi lebih sedikit

Dalam manufaktur tradisional, karena kompleksitas bagian meningkat, biaya bagian juga biasanya meningkat. Dengan AM, ini tidak terjadi – karena kompleksitas bagian meningkat, biaya bagian tidak meningkat. Dalam banyak kasus, biaya suku cadang akan berkurang, karena peningkatan kompleksitas seringkali berarti lebih sedikit bahan yang digunakan. Saat menggunakan AM, dimungkinkan untuk mencapai penurunan bahan yang digunakan hingga 70 persen dibandingkan dengan manufaktur tradisional.

Risiko keseluruhan lebih rendah

Konsolidasi sebagian mengurangi atau sepenuhnya menghilangkan sejumlah risiko. Misalnya, Anda dapat menghindari risiko bahwa pemasok Anda tidak dapat lagi memasok suku cadang yang dimaksud. Risiko pemasok ini dikalikan dengan jumlah suku cadang dalam perakitan. Jika Anda dapat mencetak beberapa bagian sebagai satu unit menggunakan AM, kemungkinan mengalami masalah ini akan sangat berkurang.

Ada risiko lain yang juga berkurang. Contoh kegagalan bagian berkurang ketika bagian telah diproduksi sebagai satu unit daripada dirakit secara terpisah. Risiko lainnya adalah keusangan; saat suku cadang tersebut mencapai akhir masa pakainya, Anda tidak akan memiliki sisa inventaris yang harus dibuang.

Kinerja lebih baik

Dalam banyak kasus, AM memungkinkan Anda membuat bagian yang berkinerja lebih baik, karena memungkinkan geometri yang diinginkan tetapi tidak dapat dibuat dengan manufaktur lama. Beberapa aplikasi AM yang memiliki manfaat menarik untuk meningkatkan kinerja produk termasuk bobot yang ringan, rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi, perpindahan panas dan aliran fluida, serta penyerapan energi.

Bagaimana Anda bisa mengidentifikasi bagian untuk konsolidasi?

Saat memikirkan konsolidasi bagian dengan AM, langkah pertama adalah fokus pada fungsi rakitan yang Anda rencanakan untuk diganti. Maka Anda perlu mempertanyakan asumsi yang menyebabkan desain asli Anda dibuat menggunakan manufaktur tradisional.

Akan sangat membantu untuk menggunakan pendekatan terstruktur untuk menganalisis bagian-bagian yang akan dikonsolidasikan. Metodologi yang efektif dan populer untuk menganalisis manufaktur dan perakitan dikenal sebagai Design for Manufacture and Assembly (DFMA®). Model ini terdiri dari tiga pertanyaan yang membantu para insinyur dan pabrikan memulai proses konsolidasi perakitan:

1. Apakah bagian perlu bergerak relatif terhadap bagian yang dirakit?
2. Apakah beberapa bahan diperlukan untuk fungsi bagian?
3. Apakah bagian perlu dipisahkan untuk perakitan atau pembongkaran?

Dengan memikirkan pertanyaan-pertanyaan ini, perancang dapat menentukan jumlah minimum teoretis suku cadang yang diperlukan untuk perakitan. Meskipun pertanyaan-pertanyaan ini dapat berfungsi sebagai titik awal, ada beberapa pertimbangan lanjutan yang akan membantu Anda menentukan apakah Anda harus memikirkan aditif untuk konsolidasi bagian:

1. Apakah beberapa bagian diperlukan untuk memenuhi persyaratan ini?
2. Dapatkah satu bagian memenuhi persyaratan ini?

Dengan kata lain, apakah beberapa bagian benar-benar diperlukan agar bagian tersebut berfungsi dengan baik? Apakah ada solusi lain, seperti struktur kisi (atau geometri kompleks lainnya), yang dapat digabungkan ke dalam desain yang pada dasarnya dapat melayani fungsi yang sama sekaligus mengurangi jumlah suku cadang dan material yang dibutuhkan secara keseluruhan?

Lihatlah grafik di bawah ini untuk membantu menentukan apakah konsolidasi bagian menggunakan aditif tepat untuk Anda.

Konsolidasi bagian dan proses aditif

Merancang untuk mengurangi jumlah komponen yang terpisah hanyalah salah satu faktor dalam konsolidasi bagian. Cara lain untuk meminimalkan jumlah komponen rakitan dalam produk Anda adalah dengan menggunakan teknologi yang memungkinkan konsolidasi. Dengan teknologi aditif, seperti HP Multi Jet Fusion (MJF), komponen terpisah memiliki kemampuan untuk tidak hanya dicetak sebagai satu bagian utuh, tetapi juga mampu melakukan berbagai gerakan langsung dari printer.

Memutuskan teknologi aditif mana yang akan digunakan bergantung pada persyaratan desain Anda. Misalnya, dengan HP MJF, suku cadang tidak memerlukan dukungan, yang memungkinkan para insinyur membuat desain yang lebih kompleks dan bagian yang dapat dipindahkan. Teknologi Carbon® memang membutuhkan penyangga, namun mampu mencetak komponen yang tahan lama dengan ketebalan dinding yang bervariasi sebagai satu kesatuan. Contoh konsolidasi bagian yang bagus menggunakan Carbon® adalah sandaran tangan kursi SILQ Steelcase:sandaran tangan yang dulu dirakit menggunakan tiga bagian terpisah, namun berkat struktur kisi dan geometri kompleks, kini dicetak menjadi satu.

Contoh aplikasi konsolidasi bagian

Ada banyak aplikasi yang dapat mengambil manfaat dari konsolidasi bagian menggunakan AM. Sudah ada aplikasi di pasaran, seperti rakitan mekanis, komponen fluidic, potongan struktural, dan banyak lagi. Produsen melihat peningkatan kinerja dan daya tahan berkat merancang beberapa bagian menjadi satu. Mari kita lihat lebih dekat bagaimana konsolidasi bagian berdampak pada dua aplikasi tertentu.

Impeller pompa

Impeler yang diproduksi secara tradisional seringkali membutuhkan bagian terpisah yang dilas bersama. Dengan AM, ini dapat dicetak sebagai satu bagian. Ketika impeller pompa diproduksi secara tradisional, akan ada celah di antara komponennya. Dengan manufaktur dengan aditif, celah dapat dihilangkan - yang meningkatkan kinerja keseluruhan bagian. Penting juga untuk dicatat bahwa karena sambungan las telah dihilangkan, jumlah titik kegagalan potensial telah berkurang dan korosi pada lasan tidak akan terjadi lagi.

Saluran udara

Saluran udara juga merupakan kandidat yang bagus untuk konsolidasi bagian. Menggunakan geometri kompleks yang diaktifkan oleh aditif, geometri bagian dan aliran udara dapat dioptimalkan. Contoh kasusnya adalah saluran pendingin pada seri printer HP 500/300 yang menggunakan HP MJF. Dengan menggabungkan delapan bagian menjadi satu, HP dapat menyederhanakan rantai pasokan mereka dan menurunkan biaya komponen hingga 30 persen.

Produsen berusaha keras untuk mencapai pengurangan biaya, risiko rantai pasokan, dan peningkatan kinerja melalui konsolidasi bagian. AM menawarkan kesempatan unik untuk mengurangi rakitan lebih lanjut karena geometri kompleks yang sekarang dimungkinkan. Jika Anda ingin mempelajari lebih lanjut tentang bagaimana aplikasi Anda dapat dikonsolidasikan, hubungi tim ahli kami hari ini.

Siap membuat suku cadang Anda dengan Radius Cepat?

Mulai kutipan Anda