Il-muturi servo u r-robots qed jittrasformaw l-applikazzjonijiet addittivi. Tgħallem l-aħħar suġġerimenti u applikazzjonijiet meta timplimenta awtomazzjoni robotika u kontroll avvanzat tal-moviment għall-manifattura addittiva u sottrattiva, kif ukoll x'inhu li jmiss: aħseb f'metodi ibridi addittivi/sottrattivi.
AVVANZAR TAL-AWTOMAZZJONI
Minn Sarah Mellish u RoseMary Burns
L-adozzjoni ta' apparati ta' konverżjoni tal-enerġija, teknoloġija tal-kontroll tal-moviment, robots estremament flessibbli u taħlita eklettika ta' teknoloġiji avvanzati oħra huma fatturi ewlenin għat-tkabbir mgħaġġel ta' proċessi ġodda ta' fabbrikazzjoni fix-xenarju industrijali. Billi rivoluzzjonaw il-mod kif isiru l-prototipi, il-partijiet u l-prodotti, il-manifattura addittiva u sottrattiva huma żewġ eżempji ewlenin li pprovdew l-effiċjenza u l-iffrankar tal-ispejjeż li l-fabbrikanti qed ifittxu biex jibqgħu kompetittivi.
Magħrufa bħala l-istampar 3D, il-manifattura addittiva (AM) hija metodu mhux tradizzjonali li ġeneralment juża dejta tad-disinn diġitali biex joħloq oġġetti solidi tridimensjonali billi jgħaqqad materjali saff b'saff minn isfel 'il fuq. Spiss jagħmel partijiet kważi f'forma netta (NNS) mingħajr skart, l-użu tal-AM kemm għal disinji ta' prodotti bażiċi kif ukoll kumplessi jkompli jippenetra industriji bħal dawk tal-karozzi, l-ajruspazju, l-enerġija, il-mediċina, it-trasport u l-prodotti tal-konsumatur. Għall-kuntrarju, il-proċess sottrattiv jinvolvi t-tneħħija ta' sezzjonijiet minn blokka ta' materjal permezz ta' qtugħ jew makkinar ta' preċiżjoni għolja biex jinħoloq prodott 3D.
Minkejja d-differenzi ewlenin, il-proċessi addittivi u sottrattivi mhux dejjem jeskludu lil xulxin — peress li jistgħu jintużaw biex jikkumplimentaw diversi stadji tal-iżvilupp tal-prodott. Mudell bikri tal-kunċett jew prototip ta’ spiss jinħoloq mill-proċess addittiv. Ladarba dak il-prodott jiġi ffinalizzat, jistgħu jkunu meħtieġa lottijiet akbar, u dan jiftaħ il-bieb għall-manifattura sottrattiva. Aktar reċentement, fejn il-ħin huwa essenzjali, metodi ibridi addittivi/sottrattivi qed jiġu applikati għal affarijiet bħat-tiswija ta’ partijiet bil-ħsara/li jintlibsu jew il-ħolqien ta’ partijiet ta’ kwalità b’inqas ħin ta’ produzzjoni.
AWTOMATIZZA 'L QUDDIEM
Biex jissodisfaw id-domandi stretti tal-klijenti, il-fabbrikanti qed jintegraw firxa ta’ materjali tal-wajer bħall-istainless steel, in-nikil, il-kobalt, il-kromju, it-titanju, l-aluminju u metalli differenti oħra fil-kostruzzjoni tal-partijiet tagħhom, billi jibdew b’sottostrat artab iżda b’saħħtu u jispiċċaw b’komponent iebes u reżistenti għall-użu. Dan parzjalment żvela l-ħtieġa għal soluzzjonijiet ta’ prestazzjoni għolja għal produttività u kwalità akbar kemm f’ambjenti ta’ manifattura addittiva kif ukoll sottrattiva, speċjalment fejn jidħlu proċessi bħall-manifattura addittiva bl-ark tal-wajer (WAAM), WAAM-sottrattiva, kisi bil-lejżer-sottrattiva jew dekorazzjoni. Il-punti ewlenin jinkludu:
- Teknoloġija Servo Avvanzata:Biex jindirizzaw aħjar l-għanijiet tal-ħin għas-suq u l-ispeċifikazzjonijiet tad-disinn tal-klijent, fejn jidħlu l-preċiżjoni dimensjonali u l-kwalità tal-finitura, l-utenti finali qed iduru lejn printers 3D avvanzati b'sistemi servo (minflok muturi stepper) għal kontroll ottimali tal-moviment. Il-benefiċċji tas-servo motors, bħas-Sigma-7 ta' Yaskawa, jaqilbu l-proċess addittiv ta' taħt fuq, u jgħinu lill-fabbrikanti jegħlbu kwistjonijiet komuni permezz ta' kapaċitajiet ta' tisħiħ tal-printers:
- Soppressjoni tal-vibrazzjoni: muturi servo robusti jiftaħru b'filtri tas-soppressjoni tal-vibrazzjoni, kif ukoll filtri kontra r-reżonanza u notch, li jipproduċu moviment estremament bla xkiel li jista' jelimina l-linji stepper viżwalment spjaċevoli kkawżati mit-torque ripple tal-mutur stepper.
- Titjib fil-veloċità: veloċità tal-istampar ta' 350 mm/sek issa hija realtà, aktar mid-doppju tal-veloċità medja tal-istampar ta' printer 3D bl-użu ta' mutur stepper. Bl-istess mod, veloċità tal-ivvjaġġar sa 1,500 mm/sek tista' tinkiseb bl-użu ta' teknoloġija rotatorja jew sa 5 metri/sek bl-użu ta' servo lineari. Il-kapaċità ta' aċċelerazzjoni estremament mgħaġġla pprovduta permezz ta' servos ta' prestazzjoni għolja tippermetti li r-ras tal-istampar 3D jiġu mċaqalqa fil-pożizzjonijiet xierqa tagħhom aktar malajr. Dan jgħin ħafna biex itaffi l-ħtieġa li titnaqqas il-veloċità ta' sistema sħiħa biex tintlaħaq il-kwalità tal-finitura mixtieqa. Sussegwentement, dan l-aġġornament fil-kontroll tal-moviment ifisser ukoll li l-utenti finali jistgħu jimmanifatturaw aktar partijiet fis-siegħa mingħajr ma jissagrifikaw il-kwalità.
- Irfinar awtomatiku: is-sistemi servo jistgħu jwettqu l-irfinar personalizzat tagħhom stess b'mod indipendenti, li jagħmilha possibbli li jadattaw għal bidliet fil-mekkaniżmi ta' printer jew varjazzjonijiet fil-proċess tal-istampar. Il-muturi stepper 3D ma jużawx feedback tal-pożizzjoni, u dan jagħmilha kważi impossibbli li jikkumpensaw għal bidliet fil-proċessi jew diskrepanzi fil-mekkaniżmi.
- Feedback tal-encoder: sistemi servo robusti li joffru feedback assolut tal-encoder jeħtieġu biss li jwettqu rutina ta' homing darba, li tirriżulta f'ħin ta' tħaddim akbar u ffrankar fl-ispejjeż. L-istampaturi 3D li jużaw it-teknoloġija tal-mutur stepper m'għandhomx din il-karatteristika u jeħtieġ li jiġu homed kull darba li jinxtegħlu.
- Sensazzjoni ta' feedback: estrużur ta' printer 3D spiss jista' jkun ta' ostaklu fil-proċess tal-istampar, u mutur stepper m'għandux il-kapaċità ta' sensazzjoni ta' feedback li jiskopri imblukkar fl-estrużur — defiċit li jista' jwassal għar-rovina ta' xogħol ta' stampar sħiħ. B'dan f'moħħna, is-sistemi servo jistgħu jiskopru backups tal-estrużur u jipprevjenu t-tqaxxir tal-filament. Iċ-ċavetta għal prestazzjoni superjuri tal-istampar hija li jkollok sistema ta' ċirkwit magħluq iċċentrata madwar encoder ottiku ta' riżoluzzjoni għolja. Muturi servo b'encoder ta' riżoluzzjoni għolja assoluta ta' 24-bit jistgħu jipprovdu 16,777,216 bit ta' riżoluzzjoni ta' feedback ta' ċirkwit magħluq għal preċiżjoni akbar tal-assi u tal-estrużur, kif ukoll sinkronizzazzjoni u protezzjoni kontra l-imblukkar.
- Robots ta' Prestazzjoni Għolja:Hekk kif muturi servo robusti qed jittrasformaw l-applikazzjonijiet addittivi, hekk ukoll qed jagħmlu r-robots. Il-prestazzjoni eċċellenti tagħhom fil-mogħdija, l-istruttura mekkanika riġida u l-klassifikazzjonijiet għoljin ta' protezzjoni mit-trab (IP) — flimkien ma' kontroll avvanzat kontra l-vibrazzjoni u kapaċità multi-assi — jagħmlu r-robots flessibbli ħafna b'sitt assi għażla ideali għall-proċessi impenjattivi li jdawru l-użu tal-printers 3D, kif ukoll azzjonijiet ewlenin għall-manifattura sottrattiva u metodi ibridi addittivi/sottrattivi.
L-awtomazzjoni robotika komplementari għall-magni tal-istampar 3D tinvolvi b'mod wiesa' l-immaniġġjar ta' partijiet stampati f'installazzjonijiet b'ħafna magni. Mill-ħatt ta' partijiet individwali mill-magna tal-istampar, sas-separazzjoni tal-partijiet wara ċiklu ta' stampar b'ħafna partijiet, robots flessibbli ħafna u effiċjenti jottimizzaw l-operazzjonijiet għal throughput akbar u qligħ fil-produttività.
Bl-istampar 3D tradizzjonali, ir-robots huma ta’ għajnuna fil-ġestjoni tat-trab, jimlew mill-ġdid it-trab tal-printer meta jkun meħtieġ u jneħħu t-trab minn partijiet lesti. Bl-istess mod, kompiti oħra ta’ finitura ta’ partijiet popolari fil-fabbrikazzjoni tal-metall bħat-tħin, il-lostru, it-tneħħija tal-grad jew it-tqattigħ jinkisbu faċilment. L-ispezzjoni tal-kwalità, kif ukoll il-ħtiġijiet tal-ippakkjar u tal-loġistika qed jiġu ssodisfati wkoll direttament bit-teknoloġija robotika, u b’hekk il-fabbrikanti jkunu jistgħu jiffokaw il-ħin tagħhom fuq xogħol b’valur miżjud ogħla, bħall-fabbrikazzjoni apposta.
Għal biċċiet tax-xogħol akbar, robots industrijali b'firxa twila qed jiġu mgħammra biex iċaqalqu direttament ras ta' estrużjoni ta' printer 3D. Dan, flimkien ma' għodod periferali bħal bażijiet li jduru, pożizzjonaturi, binarji lineari, gantries u aktar, qed jipprovdu l-ispazju tax-xogħol meħtieġ biex jinħolqu strutturi spazjali b'forma ħielsa. Minbarra l-prototipar rapidu klassiku, ir-robots qed jintużaw għall-fabbrikazzjoni ta' partijiet b'forma ħielsa ta' volum kbir, forom ta' moffa, kostruzzjonijiet ta' truss b'forma 3D u partijiet ibridi ta' format kbir. - Kontrolluri tal-Magni b'ħafna assi:It-teknoloġija innovattiva għall-konnessjoni ta' sa 62 assi ta' moviment f'ambjent wieħed issa qed tagħmel possibbli l-multi-sinkronizzazzjoni ta' firxa wiesgħa ta' robots industrijali, sistemi servo u drives ta' frekwenza varjabbli użati fil-proċessi addittivi, sottrattivi u ibridi. Familja sħiħa ta' apparati issa tista' taħdem bla xkiel flimkien taħt il-kontroll u l-monitoraġġ sħiħ ta' PLC (Kontrollur Loġiku Programmabbli) jew kontrollur tal-magna IEC, bħall-MP3300iec. Spiss ipprogrammati b'pakkett ta' softwer dinamiku IEC 61131, bħal MotionWorks IEC, pjattaformi professjonali bħal din jużaw għodod familjari (jiġifieri, kodiċijiet G RepRap, Dijagramma tal-Blokk tal-Funzjoni, Test Strutturat, Dijagramma tas-Sellum, eċċ.). Biex tiġi ffaċilitata integrazzjoni faċli u jiġi ottimizzat il-ħin ta' tħaddim tal-magna, huma inklużi għodod lesti bħall-kumpens tal-livellar tas-sodda, il-kontroll tal-avvanz tal-pressjoni tal-estrużur, il-kontroll ta' spindle multipli u estrużur.
- Interfejsijiet tal-Utent tal-Manifattura Avvanzata:Ta' benefiċċju kbir għall-applikazzjonijiet fl-istampar 3D, it-tqattigħ tal-forom, l-għodod tal-magni u r-robotika, pakketti ta' softwer diversi jistgħu malajr iwasslu interface grafika tal-magna faċli biex tiġi personalizzata, u jipprovdu triq għal versatilità akbar. Iddisinjati bil-kreattività u l-ottimizzazzjoni f'moħħhom, pjattaformi intuwittivi, bħal Yaskawa Compass, jippermettu lill-manifatturi jimmarkaw u jippersonalizzaw l-iskrins faċilment. Mill-inklużjoni ta' attributi ewlenin tal-magna sal-akkomodazzjoni tal-ħtiġijiet tal-klijenti, ftit programmazzjoni hija meħtieġa - peress li dawn l-għodod jipprovdu librerija estensiva ta' plug-ins C# mibnija minn qabel jew jippermettu l-importazzjoni ta' plug-ins personalizzati.
GĦOLA’ ’L FUQ
Filwaqt li l-proċessi ta' addittiv wieħed u sottrattivi għadhom popolari, bidla akbar lejn il-metodu ibridu ta' addittiv/sottrattiv se sseħħ matul il-ftit snin li ġejjin. Mistenni li jikber b'rata ta' tkabbir annwali komposta (CAGR) ta' 14.8 fil-mija sal-2027.1, is-suq tal-magni tal-manifattura addittiva ibrida jinsab lest biex jissodisfa ż-żieda fid-domandi dejjem jevolvu tal-klijenti. Biex jegħlbu l-kompetizzjoni, il-manifatturi għandhom jiżnu l-vantaġġi u l-iżvantaġġi tal-metodu ibridu għall-operazzjonijiet tagħhom. Bil-kapaċità li jipproduċu partijiet kif meħtieġ, għal tnaqqis kbir fl-impronta tal-karbonju, il-proċess addittiv/sottrattiv ibridu joffri xi benefiċċji attraenti. Irrispettivament minn dan, it-teknoloġiji avvanzati għal dawn il-proċessi m'għandhomx jiġu injorati u għandhom jiġu implimentati fil-ħwienet biex jiffaċilitaw produttività u kwalità tal-prodott akbar.
Ħin tal-posta: 13 ta' Awwissu 2021
