Analysis of cost efficiency in PBF-LB and implementation performance improvements

Autor/a

Endrös Vilarrasa, Paula

Abstract

La fabricació additiva és una tecnologia emergent amb un gran potencial que ha guanyat molta importància i interès a la indústria durant les darreres tres dècades. Malgrat això, tot i proporcionar una major complexitat i funcionalitat en la geometria de les peces sense costos addicionals, la seva implementació està limitada pels elevats costos de producció. És per això, que molts investigadors s’estan centrant a millorar l’eficiència de costos i en desenvolupar models que reflecteixin de forma fidel l’estructura de costos.
A GET/AI, es treballa principalment amb dues impressores 3D -EOS M400-4 i Concept Laser M2cusing. S’analitzen les estructures dels costos de les peces produïdes en ambdues màquines amb l’objectiu d’optimitzar l’eficiència de costos de manera dirigida. L’anàlisi de les dades històriques demostra que el major cost és degut al procés d’impressió, el qual representa aproximadament el 50% dels costos totals i és causat principalment per l’elevat temps necessari de fabricació. Aquest últim està influït per les característiques de la peça (volum i alçada) i pels paràmetres d’impressió (gruix de la capa de pols metàl·lica i velocitat del làser). A més a més, altres costos rellevants es deriven del tractament tèrmic per dissipar tensions i de la preparació i desempaquetament de la màquina. En conjunt, cal destacar que les estructures de costos de les diferents peces analitzades fluctuen significativament i estan influenciades per la composició del “build job”, fet que dificulta la predicció dels costos.
Un altre punt important de la tesi és el desenvolupament d’un model de costos que inclogui els anomenats “well-structured” així com els “ill-structured costs”. A la literatura, “ill-structured costs” han estat omesos en gran part, tot i això, és important considerar-los, ja que proporcionen una representació més fiable de l’estructura dels costos de la fabricació additiva. S’usen valors probabilístics i empírics, així com factor de complexitat per predir els “ill-structured costs”.
Finalment, es proposen diverses mesures de millora per reduir l’impacte dels factors de cost principals, la viabilitat de dues de les quals s’estudia mitjançant dos projectes. No obstant això, els resultats queden fora del marc de la tesi degut a limitacions de temps.

 

Director/a

Pérez, Marco Antonio
Gatz, Dominik ; Dilgert, Lisa

Estudis

IQS SE - Grau en Enginyeria Química

Data

2021-09-15