Aurrera 3Dan: goratu erronken gainetik 3D inprimaketa metalikoan

Servomotoreak eta robotak aplikazio gehigarriak eraldatzen ari dira. Ezagutu azken aholkuak eta aplikazioak robotika automatizazioa eta mugimendu kontrol aurreratua fabrikatzerakoan fabrikazio gehigarri eta kenketarako, baita hurrengoa ere: pentsa ezazu metodo gehitzaile / kenketa hibridoak.1628850930(1)

AUTOMATIZAZIOA AURRERA

Sarah Mellish eta RoseMary Burns-en eskutik

Energia bihurtzeko gailuak, mugimendua kontrolatzeko teknologia, robot oso malguak eta beste teknologia aurreratu batzuen nahasketa eklektikoa hartzea faktore eragileak dira industria paisaian fabrikazio prozesu berriak azkar hazteko. Prototipoak, piezak eta produktuak egiteko modua iraultzea, fabrikazio gehigarria eta kenketa bi adibide nagusiak dira, fabrikatzaileek lehiakorrak izaten saiatu nahi duten efizientzia eta kostuak aurrezteko.

3D inprimaketa izenarekin ezagutzen dena, fabrikazio gehigarria (AM) metodo ez tradizionala da, normalean diseinu digitaleko datuak erabiltzen ditu hiru dimentsiotako objektu sendoak sortzeko materialak geruzaz geruza fusionatuz behetik gora. Sare itxurako (NNS) piezak hondakinik egin gabe maiz, oinarrizko produktuak eta konplexuak diren produktuetarako AMaren erabilerak automobilgintza, aeroespaziala, energia, medikuntza, garraioa eta kontsumo produktuak bezalako industriak zeharkatzen jarraitzen du. Aitzitik, kenketa prozesuak material bloke batetik sekzioak zehaztasun handiko ebaketa edo mekanizazio bidez kentzea dakar 3D produktu bat sortzeko.

Funtsezko desberdintasunak gorabehera, gehikuntza eta kenketa prozesuak ez dira beti elkarren artean baztertzen, produktuaren garapenaren hainbat etapa osatzeko erabil baitaitezke. Gehigarrien prozesuak maiz sortzen du hasierako kontzeptu eredu edo prototipo bat. Produktu hori amaitutakoan, lote handiagoak behar dira, fabrikazio kenketarako atea irekiz. Orain dela gutxi, denbora funtsezkoa denean, gehigarri / kenketa metodo hibridoak aplikatzen ari dira hondatutako / higatutako piezak konpontzeko edo kalitatezko piezak sortzeko denbora gutxiagorekin bezalako gauzetarako.

AUTOMATIZATU AURRERA

Bezeroen eskaera zorrotzak asetzeko, fabrikatzaileek altzairu herdoilgaitza, nikela, kobaltoa, kromoa, titanioa, aluminioa eta bestelako metal desberdinak bezalako alanbretako material ugari integratzen dituzte beren piezaren eraikuntzan, substratu leun baina sendo sendoarekin hasi eta higadura gogor batekin amaitu. -osagai erresistentea. Neurri batean, horrek agerian utzi du fabrikazio gehigarri zein kenketako inguruneetan produktibitate eta kalitate handiagoa lortzeko errendimendu handiko soluzioen beharra dagoela, batez ere alanbre arkuaren fabrikazio gehigarria (WAAM), WAAM-kentzailea, laser estaldura-kentzailea edo dekorazioa bezalako prozesuak. Honako hauek dira:

  • Servo teknologia aurreratua: Merkaturatzeko denboraren helburuak eta bezeroen diseinuaren zehaztapenak hobeto jorratzeko, dimentsioko doitasunari eta akabera-kalitateari dagokionez, azken erabiltzaileak 3D inprimagailu aurreratuetara joaten dira servo sistemekin (motor mailakatuen gainetik) mugimenduaren kontrol optimoa lortzeko. Servomotoreen abantailek, adibidez, Yaskawaren Sigma-7, gehigarrien prozesua buruan jartzen dute, fabrikatzaileek inprimagailuak hobetzeko gaitasunen bidez ohiko arazoak gainditzen laguntzen dutelarik:
    • Bibrazioak kentzeko: servo motor sendoek bibrazioak kentzeko iragazkiak dituzte, baita erresonantziaren aurkako koskak eta iragazkiak ere, mugimendu oso leuna ematen dutenak, pausozko motorreko momentuaren ondulazioak eragindako lerro mailakatuak ikusmen desatseginak kentzeko.
    • Abiadura hobetzea: 350 mm / seg-ko inprimatze abiadura errealitate bat da, 3D inprimagailu baten batez besteko inprimatze abiadura bikoiztea baino gehiago. Era berean, 1.500 mm / seg-ko abiadura lor daiteke birakaria erabiliz edo 5 metro / seg-ra servo teknologia lineala erabiliz. Errendimendu handiko zerbitzuen bidez ematen den azelerazio ahalmen oso bizkorrari esker, 3D inprimatze buruak bere posizio egokiagoetara bizkorrago eraman daitezke. Horrek bide luzea egiten du nahi duzun akabera kalitatea lortzeko sistema oso bat moteltzeko beharra arintzeko. Ondoren, mugimendu kontrolaren bertsio berritze honek azken erabiltzaileek orduko pieza gehiago fabrikatu ditzakete kalitateari uko egin gabe.
    • Sintonizazio automatikoa: servo-sistemek modu pertsonalizatuan egin dezakete beren afinazio pertsonalizatua, eta horri esker inprimagailu baten mekanikako aldaketetara edo inprimatze-prozesuan bariantzetara egokitzea ahalbidetzen da. 3D urratsez urratseko motorrek ez dute posizio-iritzirik erabiltzen, eta, beraz, ezinezkoa da prozesuetako aldaketak edo mekanikako desadostasunak konpentsatzea.
    • Kodetzaileen iritzia: kodetzaileen iritzi erabatekoa eskaintzen duten servo sistema sendoek homing errutina behin baino ez dute egin behar, denbora gehiago eta kostuak aurrezteko. Urrats motorreko teknologia erabiltzen duten 3D inprimagailuek ez dute funtzio hori eta etxeratu behar dira pizten diren bakoitzean.
    • Iritzi-sentsorea: 3D inprimagailu baten estrusioa botila-lepoa izan daiteke askotan inprimatzeko prozesuan, eta motor mailak ez du atzera-atzemate bat atzemateko atzeraelikadurarik. Gauzak horrela, servo-sistemek estrusoreen segurtasun kopiak detektatu eta hariztiak biluztea ekidin dezakete. Inprimatze errendimendu hobearen gakoa bereizmen handiko kodetzaile optiko baten inguruan zirkulatutako itxiera duen loop bat izatea da. 24 biteko bereizmen handiko kodetzaile absolutuak dituzten servo motorrek 16.777.216 bit begizta itxiko feedback ebazpena eman dezakete ardatzaren eta estrusioaren zehaztasun handiagoa lortzeko, baita sinkronizazioa eta marmeladak babesteko ere.
  • Errendimendu handiko robotak: Servomotore sendoek aplikazio gehigarriak eraldatzen dituzten bezala, robotak ere bai. Bidearen errendimendu bikaina, egitura mekaniko zurruna eta hautsa babesteko (IP) maila altuak - bibrazioen aurkako kontrol aurreratua eta ardatz anitzeko gaitasunarekin konbinatuta - sei ardatzeko robot oso malguak aukera ezin hobea bihurtzen dute 3Dren erabilera inguratzen duten prozesu zorrotzetarako. inprimagailuak, baita fabrikazio kenketarako eta gehigarri / kenketa metodo hibridoetarako funtsezko ekintzak ere.
    3D inprimatzeko makinen osagarri den automatizazio robotikoak makina anitzeko instalazioetan inprimatutako piezak maneiatzea dakar. Inprimatzeko makinatik banakako piezak deskargatzetik pieza anitzeko inprimatze-zikloaren ondoren zatiak banatzera arte, robot malgu eta eraginkorrek eragiketak optimizatzen dituzte errendimendu eta produktibitate irabaziak lortzeko.
    3D inprimatze tradizionalarekin, robotak lagungarriak dira hautsa kudeatzeko, inprimagailuaren hautsa berriz betetzeko eta hautsa pieza bukatuetatik kentzeko. Era berean, metalezko fabrikazioan ezagunak diren beste piezen akabera lanak erraz lortzen dira. Kalitate-ikuskapena, baita ontziratze eta logistika beharrak ere, teknologia robotikoarekin betetzen ari dira, fabrikatzaileek denbora balio erantsi altuagoko lanetara bideratzeko, neurrira egindako fabrikazioari esker.
    Pieza handiagoetarako, irismen luzeko robot industrialak tresnak egiten ari dira 3D inprimagailuaren estrusio burua zuzenean mugitzeko. Honek, oinarri birakariak, posizionagailuak, pista linealak, gantreak eta beste bezalako tresna periferikoekin batera, forma libreko egitura espazialak sortzeko behar den lan eremua eskaintzen du. Prototipatze azkar klasikoa egiteaz gain, robotak bolumen handiko forma libreko piezak, moldeen formak, 3D formako truss eraikuntzak eta formatu handiko pieza hibridoak fabrikatzeko erabiltzen ari dira.
  • Ardatz anitzeko makina kontrolagailuak: Ingurune bakarrean 62 mugimendu-ardatz arte konektatzeko teknologia berritzaileak orain robot industrialen, servo sistemen eta maiztasun aldakorreko unitateen prozesu gehigarri, kengarri eta hibridoetan erabilitako askotariko sinkronizazioa egiten du. Gailu familia oso batek elkarrekin lan egin dezake elkarrekin PLC (Programable Logic Controller) edo IEC makina kontrolagailu baten kontrol eta kontrol osoaren pean, hala nola MP3300iec. Sarritan 61131 IEC software pakete dinamikoarekin programatuta, hala nola MotionWorks IEC, horrelako plataforma profesionalek tresna ezagunak erabiltzen dituzte (hau da, RepRap G-kodeak, Funtzio Bloke Diagrama, Testu Egituratua, Eskailera Diagrama, etab.). Integrazio erraza errazteko eta makinaren iraupena optimizatzeko, prest dauden tresnak daude, esate baterako, ohe mailakako konpentsazioa, estrusioaren presioaren aurrerapena kontrolatzea, ardatz anizkoitza eta extrusioaren kontrola.
  • Fabrikazio aurreratuko erabiltzaileen interfazeak: Oso onuragarriak dira 3D inprimatzeko, forma ebakitzeko, makina-erremintako eta robotikako aplikazioetarako. Hainbat software paketek azkar pertsonaliza dezakete makina interfaze grafikoa, moldakortasun handiagoa lortzeko bidea eskainiz. Sormena eta optimizazioa kontuan hartuta diseinatutako plataforma intuitiboek, Yaskawa Compass bezalakoek, fabrikatzaileek pantailak markatu eta erraz pertsonalizatzeko aukera ematen dute. Makinaren oinarrizko ezaugarriak bezeroaren beharretara sartzetik, programazio gutxi behar da. Tresna hauek aurrez eraikitako C # pluginen liburutegi zabala eskaintzen baitute edo plugin pertsonalizatuak inportatzea ahalbidetzen baitute.

GORA GOI

Gehigarri eta kenketa prozesu bakarrak ezagunak izaten jarraitzen duten bitartean, gehikuntza / kenketa metodo hibridoaren aldeko aldaketa handiagoa gertatuko da hurrengo urteetan. 2027rako ehuneko 14,8ko urteko hazkunde-tasa konposatuan haziko dela espero da1, gehigarrien fabrikazio makina hibridoen merkatua bezeroen eskaera ebolutiboen igoera asetzeko prest dago. Lehiaren gainetik igotzeko, fabrikatzaileek metodo hibridoaren alde onak eta txarrak neurtu beharko dituzte beren eragiketetarako. Beharrezkoak diren piezak ekoizteko gaitasunarekin, karbono aztarna murrizteko, prozesu gehigarri / kenketa hibridoak abantaila erakargarriak eskaintzen ditu. Nolanahi ere, prozesu hauetarako teknologia aurreratuak ez dira ahaztu behar eta dendetan ezarri beharko lirateke produktibitate eta kalitate handiagoa lortzeko.


Mezuaren ordua: 21-21-2021