Како постићи модуларну опрему за аутоматизацију кроз метално штампање?

1. Разбијање геометријских граница: отварање револуције слободе модуларног дизајна
Приликом дизајнирања традиционалне модуле за опрему за аутоматизацију, мора се узети у обзир могућност обраде. То значи да важни делови попут канала протока, структура распршења топлоте и интерфејси за повезивање често морају да раде око граница механичке прераде. На пример, проток протока бушења хидрауличког тела за хидрауличне вентиле треба да се састави са више делова. Ово не само да је вероватније цури, али то такође отежава да модул учини мањим. Слој према производњи адитиве слоја или3Д штампање метала, у потпуности заобилази ово уска грла:
Побољшање компликованих канала протока
Традиционална механичка обрада има проблема са глатким прелазама у закривљеним каналима протока у хидрауличким модулима. С друге стране, метално 3Д штампање може направити канале протока коже на кожи биомиметичке морске псе или ниско - отпорности фракталне протоке. На пример, италијанска компанија Аидро је редизајнирала блок хидрауличког вентила користећи СЛМ (селективно ласерско топљење) технологије. Они су заменили традиционални проточни проточни канал са закривљеним протоком, који је смањио губитак притиска течности за 25%, запремином вентила за 30% и смањење удара и смањење шума кроз унутрашњу структуру решетке.
Дизајн интегрисаног интерфејса
Најтежи део модуларног дизајна смањује се како да повежете делове. Метална 3Д штампа омогућава МУЛТИ - канали протока и уграђених конектора одједном одједном. На пример, Босцх Рекротх у Немачкој произвео је 3Д - штампано тело хидрауличног вентила који комбинује 10 функционалних делова (укључујући канале протока, сензорне интерфејсе и заптивне површине) у један комад. Ово се смањује на број места на којима се могу догодити цурења за 60% и време које је потребно да се то састави за 70%.
Структура за оптимизацију топологије
Метална 3Д штампање може дати најбољу расподелу материјала која задовољава потребе механичких перформанси користећи оба ЦФД (рачунарска динамика течности) и методе оптимизације топологије. На пример, тело нуклеарног вентила које платину моћ израђен за ЦГН има променљиву структуру решетке густине због којих је 15МПА отпорна на притисак и за 28% упаљач. Површинска храпавост унутрашњег канала протока је такође супериорна од типичне процедуре обраде.
2 Лагана и велика чврстоћа може коегзистирати, што је велики корак напред у модуларним перформансама.
Количина коришћене енергије, колико брзо реагује и колико траје све време је уско везано за тежину модула опреме за аутоматизацију. Метална 3Д штампање чини велики корак напријед коришћењем материјалне дистрибуције градијента и контроле микроструктуре на "смањити тежину без смањења снаге."
Користећи градијентне материјале
Можете да промените перформансе различитих делова истог заједничког модула робота променом ласерске снаге или брзине скенирања. На пример, компанија је направила роботички спој АЉОЈ АЛЛОГИЈА ТИТАНИУМ-а који користи висок - скенирање на површини за бртвљење да би га отежало (ХРЦ веће од или једнако 45) и ниско- оптерећење у не-{4}} оптерећењем - оптерећења -. То чини заједнички 40% лакшим и 20% дуже - трајан.
Структура биомиметичке решетке
Метална 3Д штампа може да направи лагане и снажне решетке модула коришћењем природних саћа и порозних костију. На пример, ГЕ Авијација користи Концепт Ласер М2 опрему да би се направио у року од 718 легуре турбине који имају снагу приноса од 1200МПА на високом температури од 650 степени. То је могуће због унутрашњег дизајна решетке. Бладе су такође 35% лакше и помажу мотору да користи 5% мање горива.
Штампање са више од једне врсте материјала
Метална 3Д штампа може вршити градијентне прелазе између различитих материјала користећи више ласерских глава или млазница. На пример, хибридни модул који је направио одређени аутомобил компанија штампа тешког легура (попут Стеллите 6) на површини трења кочнице и лагано легуре алуминијума на главном телу. Ово чини кочиони диск три пута издржљивији и дуже - трајан.
3. Интеграција функција: прелазак из "једног модула" на "модул нивоа система"
Традиционални модуларни дизајн зависи од постављања неколико делова. Метална 3Д штампа, с друге стране, побољшава модуле са "пасивних канала" у "Активне системе управљања" користећи нове дизајне попут микроканела и изграђене - у сензорима.
Прављење микроканела
Метална 3Д штампа може да направи микроканеле пречника мање од 0,3 мм у модулу дисипације топлоте. На пример, компанија за медицинску опрему произвела је 3Д штампани микрофлуидни чип који доноси дрогу кроз 0,5 мм микроканела са унапређењем тачности од ± 2%, што је далеко боље од ± 10% грешке традиционалне обраде.
Сензори и актуатори уграђени
Са металним 3Д штампањем, температурним сензорима, сензорима притиска или микро актуатори могу се уградити право у модул. На пример, Сиеменсов интелигентни модул хидрауличког вентила користи пиезоелектричне керамичке актуаторе унутар тела вентила да би се постигао реал - време затворено - контролу петље. Време реакције се смањује на 10 милисекунди, што је пет пута брже од типичних соленоидних вентила.
Оптимизација мулти - физичке везе
Метална 3Д штампа може учинити да модули буду боље заједно користећи динамику течности, термодинамике и анализе структурне механике. На пример, Самсон је користио платформу АНСИС Воркбенцх да оптимизира дистрибуцију притиска у пролаз вентила и топлотни стрес у то време вентила истовремено. Ово је смањило деформацију тела вентила од 0,2 мм до 0,05 мм под притиском 6МПА, који је испунио захтјеве за бртвљење за оцену нуклеарне енергије.
4. Способност брзог понављања, одлазак из "месечног развоја" у "недељни верификацију"
Модуларизација опрема за аутоматизацију значи да се мора брзо прилагодити променама на тржишту. Метална 3Д штампа, с друге стране, убрзава развојни циклус користећи дигиталну производњу и флексибилну производњу.
Прављење ствари без плијесни
Израда традиционалног модула траје 3 до 6 месеци јер мора да прође кроз циклус дизајна, чинећи калуп, пробну производњу и промене. Не требају вам калупи за метално 3Д штампање; Може да производи функционалне узорке равно са ЦАД модела. На пример, Тело вентила за оксидатор СпацеКс-а прешао је од дизајна до почетног тестирања земље за отприлике 8 недеља, што је 70% бржи од нормалних метода.
Провера квалитета на мрежи
Метал 3Д штампање може дати Реал - временске информације о проблемима са преласком користећи инфрацрвене камере или системе за праћење базена. На пример, ЕОС М 400 - 4 користи динамичку технологију управљања ласерским управљањем, која сече величину топлотне зоне (ХАЗЕ) титаног тела за вентило за титанијум од 0,5 мм на 0,2 мм, смањује заостали стрес за 40% и подиже стопу успеха једнократног штампања на 95%.
Економија малих серија
Трошкови штампања метала 3Д је већ јефтинији од оне традиционалне обраде модула који су потребни мање од 5000 пута годишње. На пример, компанија која чини опрему за паковање користи платинум БЛТ - С400 да штампа умире - модула за сечење и вруће жигосање. То прерачуни трошкове сваког дела за 35% у поређењу са обрадом ЦНЦ-а и омогућава да се на - производи потражње, која поседује трошкове залиха за 60%.
5. Трендови и проблеми у индустрији: "Једнократна тачка пробоја" у "системску интеграцију"
Метална 3Д штампа је нестала од тестирања прототипова на мале - израду у сектору модуларне опреме за аутоматизацију, али још увек има проблема са стварима попут стандардизације и задржавања трошкова.
Потпуни систем стандардизације
Међународне групе попут ИСО / АСТМ-а убрзавају процес креирања стандарда за пројектовање, израду и тестирање модула за штампање 3Д. Серија стандарда ИСО / АСТМ 52900, на пример, укључује читав низ база података о перформансама материјала, оптимизацију параметара процеса, не- деструктивног тестирања и других ствари.
Смарт интеграција производних линија
Метална 3Д штампа се приближава "фабрици" Црна фабрика "комбинујући технологије попут аутоматизоване прераде праха, мрежно надгледање и оптимизацију учења машина. На пример, АМ фабрички решење које су ЕОС и Сиеменс радили заједно, видели су употребу опреме иди на 82% и смањити трошкове рада на пола.
Нове идеје у пост - технологији обраде
Да би се проблеми поправили са грубим површинама и остатка стреса на 3Д модулима за штампање, индустрија ради на новом топлотном третману, обради и методама обраде површине. На пример, одређена компанија је смислила композитни процес под називом "Јачање ласерских удара + ниско - температура" који чине површине 3Д штампаних вентила од 60 хрц теже и три пута отпорнијим на хабање.