Առաջ 3D-ում. Հաղթահարեք 3D մետաղական տպագրության մարտահրավերները

Սերվոշարժիչներն ու ռոբոտները վերափոխում են ադիտիվ կիրառությունները: Իմացեք ռոբոտացված ավտոմատացման և առաջադեմ շարժման կառավարման ներդրման վերջին խորհուրդներն ու կիրառությունները ադիտիվ և սուտրակցիվ արտադրության համար, ինչպես նաև՝ ինչ է լինելու հաջորդիվ. մտածեք հիբրիդային ադիտիվ/սուբտրակտիվ մեթոդների մասին:

Ավտոմատացման զարգացում

Սառա Մելիշի և ՌոուզՄերի Բըրնսի կողմից

Հզորության փոխակերպման սարքերի, շարժման կառավարման տեխնոլոգիաների, չափազանց ճկուն ռոբոտների և այլ առաջադեմ տեխնոլոգիաների էկլեկտիկ համադրության կիրառումը խթանող գործոններ են արդյունաբերական լանդշաֆտում նոր արտադրական գործընթացների արագ աճի համար: Հեղափոխելով նախատիպերի, մասերի և արտադրանքի արտադրության եղանակը՝ ադիտիվ և արդյունահանող արտադրությունը երկու լավագույն օրինակներ են, որոնք ապահովել են արտադրողների կողմից մրցունակ մնալու համար անհրաժեշտ արդյունավետությունը և ծախսերի խնայողությունները:

3D տպագրություն անվանումով ադիդիվ արտադրությունը (ԱԴ) ոչ ավանդական մեթոդ է, որը սովորաբար օգտագործում է թվային դիզայնի տվյալներ՝ եռաչափ ամուր առարկաներ ստեղծելու համար՝ նյութերը շերտ առ շերտ միաձուլելով ներքևից վերև: Հաճախ առանց թափոնների ցանցին մոտ ձևի (ԶՄ) մասեր պատրաստելով՝ ԱԴ-ի օգտագործումը թե՛ հիմնական, թե՛ բարդ արտադրանքի դիզայնի համար շարունակում է ներթափանցել այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են ավտոմոբիլային, ավիատիեզերական, էներգետիկայի, բժշկական, տրանսպորտային և սպառողական ապրանքները: Ընդհակառակը, հանույթային գործընթացը ենթադրում է նյութի բլոկից հատվածների հեռացում՝ բարձր ճշգրտությամբ կտրելու կամ մեքենայացնելու միջոցով՝ 3D արտադրանք ստեղծելու համար:

Չնայած հիմնական տարբերություններին, հավելումային և հանումային գործընթացները միշտ չէ, որ փոխադարձաբար բացառում են միմյանց, քանի որ դրանք կարող են օգտագործվել արտադրանքի մշակման տարբեր փուլերը լրացնելու համար: Հավելումային գործընթացով հաճախ ստեղծվում է վաղ կոնցեպտային մոդել կամ նախատիպ: Երբ այդ արտադրանքը վերջնականապես ձևավորվում է, կարող են պահանջվել ավելի մեծ խմբաքանակներ, ինչը բացում է դուռը հանումային արտադրության համար: Վերջերս, երբ ժամանակը էական է, հիբրիդային հավելումային/հանումային մեթոդները կիրառվում են վնասված/մաշված մասերի վերանորոգման կամ որակյալ մասերի ստեղծման համար՝ ավելի կարճ ժամկետներում:

Ավտոմատացնել առաջ շարժվելը

Հաճախորդների խիստ պահանջները բավարարելու համար արտադրողները իրենց մասերի կառուցվածքում ինտեգրում են մետաղալարե նյութերի լայն տեսականի, ինչպիսիք են չժանգոտվող պողպատը, նիկելը, կոբալտը, քրոմը, տիտանը, ալյումինը և այլ տարբեր մետաղներ՝ սկսած փափուկ, բայց ամուր հիմքից և ավարտելով կոշտ, մաշվածությանը դիմացկուն բաղադրիչով: Մասամբ, սա բացահայտել է բարձր արդյունավետությամբ լուծումների անհրաժեշտությունը՝ ավելի մեծ արտադրողականության և որակի համար՝ ինչպես ադիտիվ, այնպես էլ ադիտիվ արտադրական միջավայրերում, հատկապես այն դեպքերում, երբ խոսքը վերաբերում է մետաղալարե աղեղային ադիտիվ արտադրության (WAAM), WAAM-ադիտիվ արտադրության, լազերային ծածկույթ-ադիտիվ արտադրության կամ զարդարման նման գործընթացներին: Հիմնական առանձնահատկություններից են՝

• Առաջադեմ սերվո տեխնոլոգիա.Շուկայում ժամանակի նպատակներին և հաճախորդների դիզայնի պահանջներին ավելի լավ համապատասխանելու համար, երբ խոսքը վերաբերում է չափերի ճշգրտությանը և ավարտի որակին, վերջնական օգտագործողները դիմում են առաջադեմ 3D տպիչներին, որոնք ունեն սերվո համակարգեր (քայլային շարժիչների փոխարեն)՝ շարժման օպտիմալ կառավարման համար: Սերվո շարժիչների, ինչպիսին է Յասկավայի Sigma-7-ը, առավելությունները գլխիվայր շրջում են հավելումային գործընթացը՝ օգնելով արտադրողներին հաղթահարել տարածված խնդիրները տպիչի հզորացման հնարավորությունների միջոցով.
  • Թրթռման ճնշում. հզոր սերվոշարժիչները հագեցած են թրթռման ճնշման ֆիլտրերով, ինչպես նաև հակառեզոնանսային և կտրվածքային ֆիլտրերով, որոնք ապահովում են չափազանց հարթ շարժում, որը կարող է վերացնել քայլային շարժիչի պտտող մոմենտի ալիքաձև շարժումից առաջացող տեսողականորեն տհաճ աստիճանավոր գծերը։
  • Արագության բարձրացում. 350 մմ/վրկ տպագրության արագությունն այժմ իրականություն է, որն ավելի քան կրկնապատկում է քայլային շարժիչով 3D տպիչի միջին տպագրության արագությունը: Նմանապես, մինչև 1500 մմ/վրկ շարժման արագությունը կարելի է հասնել պտտվող կամ մինչև 5 մետր/վրկ շարժման արագության՝ գծային սերվո տեխնոլոգիայի միջոցով: Բարձր արդյունավետությամբ սերվոների միջոցով ապահովվող չափազանց արագ արագացման հնարավորությունը թույլ է տալիս 3D տպագրության գլխիկները ավելի արագ տեղափոխել իրենց համապատասխան դիրքեր: Սա մեծապես թեթևացնում է ամբողջ համակարգը դանդաղեցնելու անհրաժեշտությունը՝ ցանկալի վերջնական որակին հասնելու համար: Հետևաբար, շարժման կառավարման այս արդիականացումը նաև նշանակում է, որ վերջնական օգտագործողները կարող են ժամում ավելի շատ մասեր պատրաստել՝ առանց որակը զոհաբերելու:
  • Ավտոմատ կարգավորում. սերվո համակարգերը կարող են ինքնուրույն կատարել իրենց սեփական կարգավորումը, ինչը հնարավորություն է տալիս հարմարվել տպիչի մեխանիկայի փոփոխություններին կամ տպագրության գործընթացի տատանումներին: 3D քայլային շարժիչները չեն օգտագործում դիրքի հետադարձ կապ, ինչը գրեթե անհնար է դարձնում փոխհատուցել գործընթացների փոփոխությունները կամ մեխանիկայի անհամապատասխանությունները:
  • Կոդավորիչի հետադարձ կապ. հուսալի սերվո համակարգերը, որոնք առաջարկում են բացարձակ կոդավորիչի հետադարձ կապ, անհրաժեշտ է միայն մեկ անգամ կատարել հետադարձ կապի ռեժիմ, ինչը հանգեցնում է ավելի մեծ աշխատանքային ժամանակի և ծախսերի խնայողության: Քայլային շարժիչի տեխնոլոգիա օգտագործող 3D տպիչները չունեն այս հնարավորությունը և պետք է հետադարձ կապի ռեժիմը տեղադրեն ամեն անգամ, երբ միանում են:
  • Հետադարձ կապի զգայունացում. 3D տպիչի էքստրուդերը հաճախ կարող է խոչընդոտ հանդիսանալ տպագրության գործընթացում, իսկ քայլային շարժիչը չունի հետադարձ կապի զգայունացման ունակություն՝ էքստրուդերի խցանումը հայտնաբերելու համար, ինչը կարող է հանգեցնել ամբողջ տպագրական աշխատանքի խափանմանը: Հաշվի առնելով սա, սերվո համակարգերը կարող են հայտնաբերել էքստրուդերի պահեստային դեպքերը և կանխել թելիկների շերտազատումը: Գերազանց տպագրության արդյունավետության գրավականը բարձր թույլտվության օպտիկական կոդավորիչի շուրջ կենտրոնացած փակ ցիկլային համակարգն է: 24-բիթանոց բացարձակ բարձր թույլտվության կոդավորիչով սերվո շարժիչները կարող են ապահովել 16,777,216 բիթ փակ ցիկլային հետադարձ կապի լուծաչափ՝ առանցքի և էքստրուդերի ավելի մեծ ճշգրտության, ինչպես նաև համաժամեցման և խցանումներից պաշտպանության համար:
• Բարձր արդյունավետության ռոբոտներ.Ինչպես հզոր սերվոշարժիչները փոխակերպում են հավելումային կիրառությունները, այնպես էլ ռոբոտները: Դրանց գերազանց աշխատանքային ուղին, կոշտ մեխանիկական կառուցվածքը և փոշուց պաշտպանության (IP) բարձր վարկանիշները՝ զուգորդված առաջադեմ հակաթրթռման կառավարման և բազմաառանցքային հնարավորությունների հետ, բարձր ճկունությամբ վեցառանցքային ռոբոտները դարձնում են իդեալական տարբերակ 3D տպիչների օգտագործման հետ կապված պահանջկոտ գործընթացների, ինչպես նաև հանույթային արտադրության և հիբրիդային հավելումային/հանույթային մեթոդների հիմնական գործողությունների համար:
  Ռոբոտացված ավտոմատացումը, որը լրացնում է 3D տպագրական մեքենաները, լայնորեն ենթադրում է տպագիր մասերի մշակում բազմամեքենա տեղադրումներում: Տպագրական մեքենայից առանձին մասերը բեռնաթափելուց մինչև բազմամաս տպագրական ցիկլից հետո մասերի առանձնացումը, բարձր ճկուն և արդյունավետ ռոբոտները օպտիմալացնում են գործողությունները՝ ավելի մեծ արտադրողականության և արտադրողականության աճի համար:
  Ավանդական 3D տպագրության դեպքում ռոբոտները օգտակար են փոշու կառավարման, անհրաժեշտության դեպքում տպիչի փոշին լրացնելու և պատրաստի մասերից փոշին հեռացնելու հարցում: Նմանապես, մետաղական արտադրության մեջ տարածված այլ մասերի մշակման աշխատանքներ, ինչպիսիք են հղկումը, փայլեցումը, բծերի հեռացումը կամ կտրումը, հեշտությամբ են իրականացվում: Որակի ստուգումը, ինչպես նաև փաթեթավորման և լոգիստիկայի կարիքները նույնպես բավարարվում են ռոբոտացված տեխնոլոգիայի միջոցով՝ ազատելով արտադրողներին իրենց ժամանակը կենտրոնացնելու ավելի բարձր արժեք ունեցող աշխատանքի վրա, ինչպիսին է պատվերով պատրաստվածությունը:
  Ավելի մեծ աշխատանքային մասերի համար գործիքավորվում են երկար հասանելիությամբ արդյունաբերական ռոբոտներ՝ 3D տպիչի էքստրուզիոն գլուխը անմիջապես տեղաշարժելու համար: Սա, պտտվող հիմքերի, դիրքորոշիչների, գծային ռելսերի, կամրջակների և այլնի նման ծայրամասային գործիքների հետ համատեղ, ապահովում է տարածական ազատ ձևի կառուցվածքներ ստեղծելու համար անհրաժեշտ աշխատանքային տարածքը: Դասական արագ նախատիպավորումից բացի, ռոբոտներն օգտագործվում են մեծ ծավալի ազատ ձևի մասերի, կաղապարների, 3D ձևի ֆերմաների կոնստրուկցիաների և մեծ ձևաչափի հիբրիդային մասերի արտադրության համար:
• Բազմաառանցքային մեքենաների կառավարիչներ՝Մինչև 62 շարժման առանցք մեկ միջավայրում միացնելու նորարարական տեխնոլոգիան այժմ հնարավոր է դարձնում արդյունաբերական ռոբոտների, սերվո համակարգերի և փոփոխական հաճախականության շարժիչների լայն շրջանակի բազմակի համաժամեցումը, որոնք օգտագործվում են ադիտիվ, հանող և հիբրիդային գործընթացներում: Սարքերի մի ամբողջ ընտանիք այժմ կարող է անխափան աշխատել միասին PLC (ծրագրավորվող տրամաբանական կարգավորիչ) կամ IEC մեքենայի կարգավորիչի, ինչպիսին է MP3300iec-ը, լիակատար վերահսկողության և մոնիթորինգի ներքո: Հաճախ ծրագրավորված դինամիկ 61131 IEC ծրագրային փաթեթով, ինչպիսին է MotionWorks IEC-ը, նման մասնագիտական ​​հարթակները օգտագործում են ծանոթ գործիքներ (օրինակ՝ RepRap G-կոդեր, ֆունկցիայի բլոկային դիագրամ, կառուցվածքային տեքստ, սանդուղքային դիագրամ և այլն): Հեշտ ինտեգրումը հեշտացնելու և մեքենայի աշխատանքային ժամանակը օպտիմալացնելու համար ներառված են պատրաստի գործիքներ, ինչպիսիք են մահճակալի հարթեցման փոխհատուցումը, էքստրուդերի ճնշման առաջխաղացման կառավարումը, բազմակի իլիկի և էքստրուդերի կառավարումը:
• Արտադրության առաջադեմ օգտագործողի ինտերֆեյսներ՝3D տպագրության, ձևի կտրման, մեքենայական գործիքների և ռոբոտաշինության կիրառությունների համար խիստ օգտակար բազմազան ծրագրային փաթեթները կարող են արագորեն ապահովել հեշտ հարմարեցվող գրաֆիկական մեքենայի ինտերֆեյս՝ ապահովելով ավելի մեծ բազմակողմանիության ուղի: Ստեղծագործականությունն ու օպտիմալացումը հաշվի առնելով նախագծված, ինտուիտիվ հարթակները, ինչպիսին է Yaskawa Compass-ը, թույլ են տալիս արտադրողներին ապրանքանիշավորել և հեշտությամբ հարմարեցնել էկրանները: Մեքենայի հիմնական ատրիբուտները ներառելուց մինչև հաճախորդների կարիքները բավարարելը, քիչ ծրագրավորում է պահանջվում, քանի որ այս գործիքները ապահովում են նախապես կառուցված C# միացվող ծրագրերի լայն գրադարան կամ հնարավորություն են տալիս ներմուծել հատուկ միացվող ծրագրեր:

Բարձրանալ վերև

Մինչդեռ միա-հավելողական և հանողական գործընթացները շարունակում են տարածված մնալ, հաջորդ մի քանի տարիների ընթացքում ավելի մեծ անցում կլինի դեպի հիբրիդային հավելողական/հանողական մեթոդը։ Ակնկալվում է, որ մինչև 2027 թվականը կկազմի 14.8 տոկոս բարդ տարեկան աճի տեմպ (CAGR):¹, հիբրիդային հավելանյութերի արտադրության մեքենաների շուկան պատրաստ է բավարարել հաճախորդների փոփոխվող պահանջարկի աճը: Մրցակցությունից բարձր դիրք գրավելու համար արտադրողները պետք է կշռադատեն հիբրիդային մեթոդի դրական և բացասական կողմերը իրենց գործունեության համար: Անհրաժեշտության դեպքում մասեր արտադրելու հնարավորությամբ, ածխածնային հետքի զգալի կրճատմամբ, հիբրիդային հավելանյութերի/հանման գործընթացը առաջարկում է որոշ գրավիչ առավելություններ: Անկախ դրանից, այս գործընթացների համար առաջադեմ տեխնոլոգիաները չպետք է անտեսվեն և պետք է ներդրվեն արտադրամասերում՝ ավելի մեծ արտադրողականություն և արտադրանքի որակ ապահովելու համար: