Servomoottorit ja robotit muuttavat additiivisia sovelluksia. Opi viimeisimmät vinkit ja sovellukset, kun otetaan käyttöön robotti -automaatio ja lisäaineiden ja vähentävän valmistuksen edistynyt liikkeenohjaus, samoin kuin mitä seuraava: Ajattele hybridi -additiivisia/subtraktiivisia menetelmiä.
Automaation edistäminen
Sarah Mellish ja Rosemary Burns
Tehonmuuntamislaitteiden, liikkeenhallintatekniikan, erittäin joustavien robottien ja eklektisen sekoituksen muiden edistyneiden tekniikoiden käyttöönotto ovat ajotekijöitä uusien valmistusprosessien nopeaan kasvuun teollisuusmaisemassa. Prototyyppien, osien ja tuotteiden valmistusten mullistaminen, lisäaine ja vähentävä valmistus ovat kaksi ensisijaista esimerkkiä, jotka ovat tarjonneet tehokkuuden ja kustannussäästövalmistajat pyrkivät pysymään kilpailukykyisinä.
Additiivisen valmistus (AM), jota kutsutaan 3D-tulostukseksi, on ei-perinteinen menetelmä, joka yleensä hyödyntää digitaalista suunnittelutietoa kiinteiden kolmiulotteisten objektien luomiseen sulkemalla materiaalikerroksen alhaalta ylöspäin. Usein lähes verkko-muotoisten (NNS) osien tekeminen ilman jätettä, AM: n käyttö sekä perus- että monimutkaisissa tuotesuunnissa on edelleen teollisuudenaloja, kuten auto-, ilmailu-, energia-, lääketieteellisiä, kuljetus- ja kuluttajatuotteita. Päinvastoin, vähentävä prosessi edellyttää osien poistamista materiaalilohosta suurella tarkkuusleikkauksella tai koneistuksella 3D -tuotteen luomiseksi.
Keskeisistä eroista huolimatta additiiviset ja vähentyneet prosessit eivät aina ole toisiaan poissulkevia - koska niitä voidaan käyttää kohtelemaan tuotekehityksen eri vaiheita. Additiivinen prosessi luo usein varhaisen konseptimallin tai prototyypin. Kun tuote on viimeistelty, suurempia erät voidaan tarvita, avaamalla ovi vähentävään valmistukseen. Viime aikoina, missä aika on olemusta, hybridi -additiivisia/subtraktiivisia menetelmiä käytetään esimerkiksi vaurioituneiden/kuluneiden osien korjaamiseen tai laadukkaiden osien luomiseen, jolla on vähemmän läpimenoaikaa.
Automatisoida eteenpäin
Tiukkojen asiakkaiden vaatimusten täyttämiseksi valmistajat integroivat valikoiman johdinmateriaaleja, kuten ruostumattomasta teräksestä, nikkeliä, kobolttia, kromia, titaania, alumiinia ja muita erilaisia metalleja, jotka ovat osittain -resistentti komponentti. Osittain tämä on paljastanut tarpeen korkean suorituskyvyn ratkaisuille tuottavuuden ja laadun parantamiseksi sekä lisäaineissa että vähentävässä valmistusympäristössä, etenkin jos prosessit, kuten lankakaari-lisäaineiden valmistus (WAAM), WAAM-subtraktiiviset, laserleikkaus- tai sisustus. Kohokohtia ovat:
- Edistynyt servotekniikka:Loppukäyttäjät ovat siirtymässä edistyneisiin 3D-tulostimiin servojärjestelmillä (yli Stepper-moottorien) optimaalisen 3D-tulostimien, jos mitat tarkkuuden ja viimeistelyn laatua koskevat, jotta voidaan puuttua paremmin markkinoiden tavoitteisiin ja asiakassuunnittelumäärityksiin. Servomoottorien, kuten Yaskawan Sigma-7, edut kääntävät lisäaineprosessia sen päähän auttamalla valmistajia voittamaan yleiset ongelmat tulostimen lisäämisominaisuuksien kautta:
- Tärinän tukahduttaminen: Vahvat servomoottorit ylpeilevät tärinän tukahduttamissuodattimissa, samoin kuin resonanssinesto- ja loven suodattimissa, jolloin saadaan erittäin sileä liike, joka voi poistaa visuaalisesti epämiellyttävät askeleet, jotka aiheutuvat askelmoottorin vääntömomentin aaltoilusta.
- Nopeuden parantaminen: Tulostusnopeus 350 mm/s on nyt todellisuus, enemmän kuin kaksinkertaistaa 3D -tulostimen keskimääräinen tulostusnopeus askelmoottorilla. Samoin matkanopeus, joka on jopa 1 500 mm/s, voidaan saavuttaa käyttämällä pyöriviä tai jopa 5 metriä/sekuntia lineaarisella servotekniikalla. Erittäin nopea kiihtyvyyskyky, joka on annettu korkean suorituskyvyn servojen kautta, mahdollistaa 3D-tulostuspäiden siirtämisen oikeaan asentoonsa nopeammin. Tämä on pitkä matka lievittää tarvetta hidastaa koko järjestelmää halutun viimeistelyn saavuttamiseksi. Myöhemmin tämä päivitys liikkeenohjauksessa tarkoittaa myös loppukäyttäjiä, jotka voivat valmistaa enemmän osia tunnissa uhraamatta laatua.
- Automaattinen viritys: Servojärjestelmät voivat itsenäisesti suorittaa oman mukautetun virityksen, mikä mahdollistaa sopeutua tulostimen mekaniikan muutoksiin tai tulostusprosessin variaatioihin. 3D -askelmoottorit eivät hyödynnä sijaintipalautetta, mikä tekee lähes mahdotonta kompensoida prosesseja tai mekaniikan eroja.
- Kooderin palaute: Vahvat servojärjestelmät, jotka tarjoavat absoluuttisen kooderin palautetta Kolmiulottimet, jotka käyttävät askelmoottoritekniikkaa, puuttuvat tämä ominaisuus ja ne on oltava asunnissa joka kerta, kun ne ovat virtalähdettä.
- Palautetunnistus: 3D -tulostimen suulakepuristin voi usein olla pullonkaula tulostusprosessissa, ja askelmoottorilla ei ole palautteen havaitsemiskykyä havaita suulakepuristimen hilloa - alijäämä, joka voi johtaa koko painatustyön pilaan. Tätä silmällä pitäen servojärjestelmät voivat havaita suulakepuristimen varmuuskopiot ja estää filamentin strippauksen. Avain erinomaiseen tulostuskykyyn on suljetun silmukan järjestelmän, joka on keskittynyt korkearesoluutioisen optisen kooderin ympärille. Servomoottorit, joilla on 24-bittinen absoluuttinen korkearesoluutioinen kooderi, voivat tarjota 16 777 216 bittiä suljetun silmukan palautteen tarkkuutta suuremmalle akselille ja suulakepuristimen tarkkuudelle sekä synkronoinnille ja hillojen suojalle.
- Korkean suorituskyvyn robotit:Aivan kuten vankat servomoottorit muuttavat additiivisia sovelluksia, niin myös robotit. Niiden erinomainen polun suorituskyky, jäykkä mekaaninen rakenne ja korkean pölynsuojaus (IP)-yhdistettynä edistyneisiin värjäytymisen vastaisiin hallintaan ja moni-akseliin-tekevät erittäin joustavista kuuden akselin roboteista ihanteellisen vaihtoehdon vaativille prosesseille, jotka ympäröivät 3D: n käyttöä Tulostimet sekä keskeiset toimenpiteet subtraktiiviselle valmistus- ja hybridi -additiivisille/subtraktiivisille menetelmille.
3D-tulostuskoneille ilmainen robottikauppa merkitsee laajasti painettujen osien käsittelyä monikielisissä asennuksissa. Erityisten osien purkamisesta tulostuskoneesta, osien erottamiseen moniosaisen tulostusjakson jälkeen, erittäin joustavat ja tehokkaat robotit optimoivat toiminnot suuremman suorituskyvyn ja tuottavuuden saavuttamiseksi.
Perinteisen 3D -tulostuksen avulla robotit ovat hyödyllisiä jauheen hallinnassa, tulostinjauheen täyttämisessä tarvittaessa ja jauheen poistamisessa valmiista osista. Samoin muut metallinvalmistuksen suositut osan viimeistelytehtävät, kuten hiominen, kiillotus, vähentäminen tai leikkaus, saavutetaan helposti. Laaduntarkastus sekä pakkaus- ja logistiikkatarpeet täytetään myös päähän robottitekniikan kanssa, joka vapauttaa valmistajat keskittyäkseen aikansa korkeampaan lisäarvoon, kuten mukautettuun valmistukseen.
Suurempien työkappaleiden kannalta pitkän ulottuvien teollisuusrobotit on työkalu 3D-tulostimen suulakepuristuspään siirtämiseksi suoraan. Tämä yhdessä perifeeristen työkalujen kanssa, kuten pyörivät emäkset, asemokerit, lineaariset radat, gantrit ja muut, tarjoavat työtilan, jota tarvitaan alueellisten vapaamuotoisten rakenteiden luomiseen. Klassisen nopean prototyypin lisäksi robotteja käytetään suurten tilavuuksien vapaamuotoisten osien, muotimuotojen, 3D-muotoisten ristikon rakenteiden ja suurimuotoisten hybridiosien valmistukseen. - Moniakselin koneen ohjaimet:Innovatiivinen tekniikka yhdistää 62 liike-akselia yhdessä ympäristössä on nyt monen synkronoinnin laaja-alaisten teollisuusrobotien, servojärjestelmien ja muuttuvien taajuusasemien avulla, joita käytetään mahdollisissa lisäaineissa, vähentävässä ja hybridiprosessissa. Koko laiteperhe voi nyt toimia saumattomasti yhdessä PLC: n (ohjelmoitava logiikkaohjaimen) tai IEC -koneen ohjaimen, kuten MP3300IEC, täydellisessä ohjauksessa ja seurannassa. Usein ohjelmoitu dynaamisella 61131 IEC-ohjelmistopaketilla, kuten MotionWorks IEC, tämänkaltaiset ammatilliset alustot käyttävät tuttuja työkaluja (ts. Reprap g -koodit, toimintolohkokaavio, jäsennelty teksti, tikkaat kaavio jne.). Helpon integroinnin helpottamiseksi ja koneiden käyttöajan optimoimiseksi ovat mukana valmiit työkalut, kuten sängyn tasoituskorvaus, suulakepuristimen paineen ennakkohallinta, useita kara- ja suulakepuristimen hallinta.
- Advanced Manufacturing -käyttöliittymät:Erittäin hyödyllinen 3D-tulostuksen, muodon leikkaamisen, työstötyökalun ja robotiikan sovelluksille, monimuotoiset ohjelmistopaketit voivat nopeasti tarjota helposti kirjattavan graafisen koneen rajapinnan, mikä tarjoaa reitin suurempaan monipuolisuuteen. Luovuudella ja optimoinnilla suunniteltu mielessä intuitiiviset alustot, kuten Yaskawa Compass, antaa valmistajille merkitä tuotemerkkiä ja helposti mukauttaa näytöt. Ydinkoneiden sisällyttämisestä asiakkaiden tarpeisiin tarvitaan vähän ohjelmointia-koska nämä työkalut tarjoavat laajan prebuilt c# -kappaleen kirjaston tai ottamaan käyttöön mukautettujen laajennusten tuonti.
Nousta yli
Vaikka yksittäiset additiiviset ja subtraktiiviset prosessit ovat edelleen suosittuja, seuraavien vuosien aikana tapahtuu suurempi siirtyminen kohti hybridi -additiivista/subtraktiivista menetelmää. Odotetaan kasvavan yhdisteen vuotuisella kasvunopeudella (CAGR) 14,8 prosenttia vuoteen 2027 mennessä1, Hybridi -lisäaineiden valmistuskonemarkkinat ovat valmiita vastaamaan kehittyvien asiakkaiden vaatimusten nousuun. Kilpailun yläpuolelle noustakseen valmistajien tulisi punnita hybridi -menetelmän edut ja haitat toimintaansa. Kyky tuottaa osia tarpeen mukaan hiilijalanjäljen vähentymiseen huomattavasti, hybridi -additiivinen/subtraktiivinen prosessi tarjoaa houkuttelevia etuja. Siitä huolimatta näiden prosessien edistyneitä tekniikoita ei pidä unohtaa, ja ne tulisi toteuttaa kaupan lattialla tuottavuuden ja tuotteen laadun helpottamiseksi.
Viestin aika: elokuu 13-2021
