Servomootorid ja robotid muudavad lisarakendusi. Lisateabe ja subtraktiivse tootmise jaoks õppige uusimaid näpunäiteid ja rakendusi robotiautomaatika rakendamisel ja täiustatud liikumise juhtimisel, samuti seda, mis edasi saab: mõelge hübriid lisaainete/subtraktiivsete meetodite jaoks.
Automaatika edendamine
Autor Sarah Mellish ja Rosemary Burns
Võimsuse muundamise seadmete, liikumiskontrolli tehnoloogia, äärmiselt paindlike robotite ja muude arenenud tehnoloogiate eklektiline segu kasutuselevõtt on liikumisfaktorid uute valmistamisprotsesside kiireks kasvuks kogu tööstuslikus maastikus. Prototüüpide, osade ja toodete valmistamise viis, lisand- ja subtraktiivne tootmine on kaks peamist näidet, mis on andnud tõhususe ja kulude kokkuhoiu valmistajad, kes soovivad jääda konkurentsivõimeliseks.
3D-printimiseks viidatud lisaainete tootmine (AM) on ebatraditsiooniline meetod, mis tavaliselt kasutab tahkete kolmemõõtmeliste objektide loomiseks digitaalseid disainiandmeid, sulatades materjalide kihti kihina alt üles. Sageli valmistades lähivõrgu kuju (NNS), millel pole jäätmeid, on AM-i kasutamine nii põhi- kui ka keerukate tootedisainilahenduste jaoks endiselt selliste tööstusharude, näiteks autotööstuse, kosmose-, energia-, meditsiini-, transpordi- ja tarbekaupade jaoks. Vastupidi, lahutav protsess hõlmab sektsioonide eemaldamist materjaliplokist ülitäpse lõikamise või töötlemise teel, et luua 3D -toode.
Vaatamata peamistele erinevustele ei ole lisa- ja lahutatavad protsessid alati üksteist välistavad - kuna neid saab kasutada tootearenduse erinevate etappide komplimeerimiseks. Varase kontseptsioonimudeli või prototüübi loob sageli lisandprotsess. Kui see toode on lõpule viidud, võib olla vaja suuremad partiid, avades ukse subtraktiivse tootmiseni. Hiljuti, kui aeg on ülioluline, rakendatakse hübriid lisaaineid/subtraktiivseid meetodeid selliste asjade jaoks nagu kahjustatud/kulunud osade parandamine või kvaliteetsete osade loomine, millel on vähem juhtiva aja.
Automatiseerima
Kliendi nõudmiste rahuldamiseks integreerivad valmistajad mitmesuguseid traadimaterjale nagu roostevabast terasest, nikli, koobalti, kroom, titaan, alumiinium ja muud erinevad metallid oma osa konstruktsioonis, alustades pehmest, kuid samas tugevast substraadist ja viimistledes kõva, kulumisega -resistentne komponent. Osaliselt on see näidanud vajadust suure jõudlusega lahenduste järele suuremaks tootlikkuse ja kvaliteedi järele nii aditiivsetes kui ka lahutatavates tootmiskeskkondades, eriti kui sellised protsessid nagu traadi kaare lisaainete tootmine (WAAM), WAAM-subtraktiivne, laserkattega subtraktiivsed või kaunistused on mures. Tähtsündmused hõlmavad:
- Täiustatud servotehnoloogia:Turunduse eesmärkide saavutamiseks ja kliendi kujundamise spetsifikatsioonide paremaks lahendamiseks, kus käsitletakse mõõtmete täpsust ja viimistluse kvaliteeti, pöörduvad lõppkasutajad optimaalseks liikumiskontrolliks täiustatud 3D-printeritega (üle astmemootorite kohal). Servomootorite eelised, näiteks Yaskawa Sigma-7, pööravad aditiivse protsessi pähe, aidates valmistajatel tavalistest probleemidest ületada printerite suurendamise võimaluste kaudu:
- Vibratsiooni mahasurumine: Tugevad servomootorid kihutavad vibratsiooni mahasurumise filtreid, samuti resonantsi- ja sälkufiltreid, saades äärmiselt sujuva liikumise, mis võib kõrvaldada visuaalselt ebameeldivad astmelised jooned, mis on põhjustatud astmelise mootori pöördemomendi pulsatsioonist.
- Kiiruse suurendamine: trükikiirus 350 mm/sek on nüüd reaalsus, enam kui kahekordistamine 3D -printeri keskmise trükikiiruse kahekordistamine astmemootori abil. Sarnaselt saab lineaarse servotehnoloogia abil saavutada sõidukiiruse kuni 1500 mm/sek. Äärmiselt kiire kiirendusvõimalus, mis pakub suure jõudlusega servode kaudu, võimaldab 3D-printimispead kiiremini nende õigetesse asenditesse viia. See on pikk tee, et leevendada vajadust kogu süsteemi aeglustada, et saavutada soovitud viimistluskvaliteet. Seejärel tähendab see, et see liikumisjuhtimise täiendamine tähendab ka lõppkasutajaid, et nad saavad kasutada rohkem osi tunnis ilma kvaliteeti ohverdamata.
- Automaatne häälestamine: Servosüsteemid saavad iseseisvalt oma kohandatud häälestamist teostada, mis võimaldab kohaneda printeri mehaanika või printimisprotsessis olevate erinevuste muutustega. 3D -astmelised mootorid ei kasuta positsiooni tagasisidet, muutes mehaanika protsesside või lahknevuste muutuste kompenseerimise peaaegu võimatuks.
- Kodeerija tagasiside: Tugevad servosüsteemid, mis pakuvad absoluutset kooderi tagasisidet, peavad tegema ainult korra rutiini, mille tulemuseks on suurem tööaeg ja kulude kokkuhoid. 3D -printeritel, kes kasutavad Stepper Motor Technology, puudub see funktsioon ja neid tuleb iga kord sisse lülitada.
- Tagasiside tuvastamine: 3D -printeri ekstruuder võib sageli olla trükiprotsessi kitsaskoht ja astmemootoril puudub tagasiside tuvastamise võime ekstruuderi moosi tuvastamiseks - defitsiit, mis võib põhjustada kogu trükitöö hävingut. Seda silmas pidades suudavad servosüsteemid tuvastada ekstruuderi varukoopiaid ja vältida hõõgniidi eemaldamist. Parempoolse printimise jõudluse võti on suletud ahelaga süsteem, mille keskmes on kõrge eraldusvõimega optiline kooder. 24-bitise absoluutse kõrgresolutsiooniga kooderiga servomootorid võivad pakkuda 16 777 216 bitti suletud ahela tagasiside eraldusvõime suuremat telge ja ekstruuderi täpsust, samuti sünkroniseerimist ja moosi kaitset.
- Suure jõudlusega robotid:Nii nagu vastupidavad servomootorid muudavad lisarakendusi, on ka robotid. Nende suurepärane tee jõudlus, jäik mehaaniline struktuur ja kõrge tolmukaitse (IP) hinnangud-koos täiustatud vibratsioonivastase juhtimise ja mitmeteljelise võimega-muudavad väga paindlikud kuueteljelised robotid ideaalseks võimaluseks nõudlikeks protsessideks, mis ümbritsevad 3D-ga kasutamist Printerid, samuti peamised toimingud subtraktiivse tootmise ja hübriid lisaainete/subtraktiivsete meetodite jaoks.
3D-printimismasinatele tasuta robotiautomaatika eeldab laialdaselt trükitud osade käitlemist mitmemahilistes paigaldustes. Alates üksikute osade mahalaadimisest trükikojast kuni osade eraldamiseni pärast mitmeosalist printimistsüklit, optimeerivad väga paindlikud ja tõhusad robotid toiminguid suurema läbilaskevõime ja tootlikkuse suurendamiseks.
Traditsioonilise 3D -printimise korral on robotitest abiks pulbrihaldus, vajadusel printeripulbri täitmine ja pulbri eemaldamine valmis osadest. Sarnaselt on hõlpsasti saavutatavad ka muud osa viimistlusülesanded, mis on populaarsed metalli valmistamise, näiteks lihvimise, poleerimine, silumine või lõikamine. Kvaliteedikontrolli, samuti pakendi- ja logistikavajadusi täidetakse ka robotitehnoloogiaga, vabastades valmistajad, et keskenduda oma aega kõrgemale lisandväärtusega tööle, näiteks kohandatud valmistamisele.
Suuremate toorikute jaoks on 3D-printeri ekstrusioonipea otse liigutamiseks tööriistad tööriistad. See koos perifeersete tööriistadega, nagu pöörlevad alused, positsionerid, lineaarsed rajad, gantrid ja palju muud, pakuvad ruumiliste vabavormide struktuuride loomiseks vajalikku tööruumi. Lisaks klassikalisele kiirele prototüüpimisele kasutatakse roboteid suure mahuga vabade vormide, hallitusvormide, 3D-kujuliste sõrestiku konstruktsioonide valmistamiseks ja suureformaadiliste hübriidsete osade valmistamiseks. - Mitmeteljeliste masinakontrollerid:Uuenduslik tehnoloogia ühes keskkonnas kuni 62 liikumistee telje ühendamiseks teeb nüüd mitmesuguste tööstuslike robotite, servosüsteemide ja muutuva sagedusseadmete mitme sünkroniseerimise, mida kasutatakse võimalikult palju lisa-, subtraktiivsetes ja hübriidsetes protsessides. Terve seadmete perekond saab nüüd sujuvalt töötada PLC (programmeeritav loogikakontroller) või IEC -masinakontrolleri, näiteks MP3300ECE, täieliku juhtimise ja jälgimise all. Sageli on programmeeritud dünaamilise 61131 IEC tarkvarapaketiga, näiteks MotionWorks IEC, sellised professionaalsed platvormid kasutavad tuttavaid tööriistu (st reproop-G-koode, funktsiooniploki skeem, struktureeritud tekst, redeliagramm jne). Kerge integreerimise hõlbustamiseks ja masina tööaja optimeerimiseks on lisatud valmis tööriistad, näiteks voodi tasandamise kompensatsioon, ekstruuderi rõhu eeljuhtimine, mitme spindli ja ekstruuderi juhtimine.
- Täpsemad tootjate liidesed:Väga kasulik rakenduste jaoks 3D-printimise, kuju lõikamise, tööpinkide ja robootika korral saavad mitmekesised tarkvarapaketid kiiresti pakkuda hõlpsasti kohandatavat graafilist masina liidest, pakkudes raja suurema mitmekülgsuseni. Loovust ja optimeerimist silmas pidades võimaldavad intuitiivsed platvormid, näiteks Yaskawa kompass, tootjatel ekraanide brändida ja hõlpsalt kohandada. Alates põhimasina atribuutide lisamisest kuni klientide vajaduste rahuldamiseni on vaja vähe programmeerimist-kuna need tööriistad pakuvad ulatuslikku eelnevalt ehitatud C# pistikprogrammide raamatukogu või võimaldavad kohandatud pistikprogrammide importimist.
Kõrgemale tõusma
Kuigi üksikud aditiivsed ja lahutatud protsessid jäävad populaarseks, toimub suurem nihe hübriid lisaaine/lahutatava meetodi poole lähiaastatel. Eeldatavasti kasvab see ühendiga kasvukiirusel (CAGR) 14,8 protsenti 2027. aastaks1, on hübriid lisaainete tootmismasina turg valmis vastama arenevate klientide nõudmistele. Konkurentsist kõrgemale tõusmiseks peaksid tootjad kaaluma oma toimingute hübriidmeetodi plusse ja miinuseid. Kuna vajadusel on osi toota, pakub hübriid lisaaine/subtraktiivne protsess süsinikujalajälje olulise vähenemiseni mõningaid atraktiivseid eeliseid. Vaatamata sellele ei tohiks nende protsesside täiustatud tehnoloogiaid tähelepanuta jätta ja neid tuleks poepõrandatel rakendada, et hõlbustada suuremat tootlikkust ja toote kvaliteeti.
Postiaeg: 3. august 20121
