цифровая электроника
вычислительная техника
встраиваемые системы

 
» » Перспективы аддитивного производства и 3D-принтеров в промышленности



Перспективы аддитивного производства и 3D-принтеров в промышленности

Автор: Mike(admin) от 12-04-2023, 03:55

3D-принтеры прошли долгий путь за эти годы, но можем ли мы действительно ожидать, что они появятся в заводских цехах, заменив большие обрабатывающие мастерские? Какие преимущества и проблемы предлагает трехмерная печать для производства?


Перспективы аддитивного производства и 3D-принтеров в промышленности

Аддитивное производство (также широко известное как 3D-печать) включает в себя процессы создания объектов путем добавления материала, а не резки или сверления. Одним из наиболее распространенных методов является моделирование методом наплавления (FDM), процесс добавления материала тонкими слоями за один проход печатающей головки. FDM имеет некоторое сходство с типичным настольным принтером, который вы можете найти дома или в офисе, где каждый проход печатающей головки печатает одну строку изображения или текста за проход.


3D-печать работает по принципу выдавливания или затвердевания материала с помощью тепла или лазера по одному слою за раз. Серводвигатели или шаговые двигатели используются для перемещения печатающей головки или рабочей поверхности в плоскостях X, Y и Z. Программное обеспечение 3D-моделирования (CAD) используется для создания компонента в виртуальном мире, а специальное программное обеспечение используется для преобразования этой 3D-модели в координаты, которые принтер может использовать для изготовления компонента. Этот процесс иллюстрирует один стиль 3D-печати, но многие другие печатают пластиковые и металлические компоненты.


Наиболее очевидным преимуществом 3D печати является меньшее количество отходов. Типичное производство требует начинать с исходного материала, который больше, чем конечный компонент, загружать этот исходный материал в машину, а затем удалять материал до тех пор, пока не будет достигнут требуемый размер. Затем отходы должны быть удалены из машины и утилизированы или, возможно, переработаны с большими затратами. При 3D-печати исходным материалом может быть катушка или мешок/бункер носителя для печати. Когда эти машины установлены в автоматизированной среде, замена этого носителя может быть автоматизирована, так что 3D-принтер никогда не должен останавливаться.


В отличие от современных процессов печати, в массовом производстве пластика обычно используются машины для литья под давлением, в которых пластиковые гранулы расплавляются и впрыскиваются под высоким давлением в тщательно отполированную и точную форму. Автоматизация используется для открытия пресс-формы и удаления готовых деталей, но после удаления деталей обычно требуется удаление заусенцев и финишная обработка. Оборудование, необходимое для литья под давлением, может быть очень дорогим и требует серьезного обслуживания. С 3D-печатью машина в основном самодостаточна и требует относительно небольшого обслуживания, а готовые компоненты обычно не требуют удаления заусенцев.


Машины для 3D-печати в основном автономны, если у них достаточно материала для изготовления детали. После того, как файл загружен в машину, он будет продолжать работать до тех пор, пока деталь не будет завершена или не потребуется пополнить или заменить печатный носитель. Этот стиль производства может привести к стилю «выключения света», когда нет операторов, обслуживающих машины, и в помещении не горит свет. О состоянии печати можно сообщать на веб-сайте или отправлять предупреждения операторам или обслуживающему персоналу, когда требуется внимание.


Перспективы аддитивного производства и 3D-принтеров в промышленности

Одним из самых известных недостатков любого аддитивного процесса является время, необходимое для печати любой детали. Создание кастомных деталей довольно просто, но массовое производство идентичных деталей не дает экономии времени или средств по сравнению с печатью только одноразовых проектов. По этой причине его обычно резервируют для ситуаций, связанных с исследованиями и разработками, прежде чем более эффективный процесс сможет взять на себя массовое производство.


«Создано для автоматизации» – это термин, который машиностроители используют для описания функций или процессов, которые могут быть интегрированы в автоматизированный процесс. Не все технологические или производственные машины рассчитаны на автоматизацию. Если вы используете робота для загрузки и разгрузки машины, предназначенной для людей-операторов, вам необходимо подумать о том, как робот может открывать двери или как робот должен находить элементы на детали для подходящего захвата. Большинство экономичных машин для 3D-печати не рассчитаны на автоматизацию, что снижает эффективность, получаемую за счет автоматизации процессов.


Для некоторых пластиковых аддитивных принтеров требуется, чтобы деталь была отсоединена от печатной платформы – робот не сможет осторожно перемещать, трясти или раскачивать деталь, пока она не освободится. В некоторых машинах для печати/агломерации металлов используется порошковая среда, а готовые детали засыпаются под нее. Если камера не может обнаружить элементы захвата или деталь не находится с помощью инструментов, роботу будет трудно ее поднять. Оборудование для 3D-печати требует передовых средств управления, датчиков и серводвигателей для производства высокоточных компонентов, что делает машины очень дорогими в приобретении, эксплуатации и обслуживании. Некоторые станки экономичны, но им не хватает точности, чистоты поверхности и скорости.


Перспективы аддитивного производства и 3D-принтеров в промышленности

За прошедшие годы многие достижения в области 3D-печати сделали этот процесс более привлекательным для производства. Одним из таких достижений является разнообразие материалов, которые можно печатать. Не так давно на 3D-принтере можно было печатать только пластик. Сегодня существует множество различных материалов, в том числе проводящие дорожки и подложки для печатных плат. У компании Nano Dimension есть машина для 3D-печати, которая может печатать всю печатную плату с подложкой, проводящими дорожками и множеством пассивных компонентов. Добавление этого принтера к автоматизированной сборочной линии может снизить нагрузку на цепочку поставок за счет отсутствия необходимости полагаться на зарубежных поставщиков для производства печатных плат.


Процесс сборки любого изделия, как правило, представляет собой целый сложный этап автоматизации. Многие детали не собираются легко или их слишком сложно удерживать с помощью роботизированного захвата. Частично это время сборки можно сократить с помощью 3D-печати, позволяющей одновременно печатать из разных материалов. HP работает над процессом печати, в котором можно контролировать каждый воксель (пиксель с объемом). Этот процесс позволяет использовать встроенные компоненты без необходимости сборки. Печатные платы могут быть созданы внутри компонента во время его изготовления. Вышеупомянутые усовершенствования объединяют несколько процессов в одну машину, уменьшая зависимость от поставщиков и уменьшая проблемы с обработкой на заводе. По мере того, как эти и другие компании продолжают развивать технологию 3D-печати, мы, вероятно, увидим больше 3D-принтеров на заводах и в более крупных производственных средах, использующих сильные стороны и устраняющих слабые стороны, как это делали все технологии на протяжении поколений.




© digitrode.ru


Теги: 3D принтер, 3D печать




Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий