Servomotorer og roboter transformerer additive applikasjoner. Lær de nyeste tipsene og applikasjonene når du implementerer robotautomatisering og avansert bevegelseskontroll for additiv og subtraktiv produksjon, samt hva som er neste: Tenk hybrid additive/subtraktive metoder.
Fremme automatisering
Av Sarah Mellish og Rosemary Burns
Vedtakelse av kraftkonverteringsenheter, bevegelseskontrollteknologi, ekstremt fleksible roboter og en eklektisk blanding av andre avanserte teknologier, er drivende faktorer for rask vekst av nye fabrikasjonsprosesser over det industrielle landskapet. Revolusjonerer måten prototyper, deler og produkter lages, additive og subtraktiv produksjon er to prime eksempler som har gitt effektiviteten og kostnadsbesparelsene fabrikanter søker å holde seg konkurransedyktige.
Additive Manufacturing (AM) refereres til som 3D-utskrift, er en ikke-tradisjonell metode som vanligvis bruker digitale designdata for å lage solide tredimensjonale objekter ved å smelte sammen materiallag for lag nedenfra og opp. Ofte lager NNS-deler som ikke lager NNS) uten avfall, bruk av AM for både grunnleggende og komplekse produktdesign fortsetter å gjennomsyre industrier som bilindustri, romfart, energi, medisinsk, transport og forbrukerprodukter. Tvert imot, den subtraktive prosessen innebærer å fjerne seksjoner fra en blokk med materiale ved høy presisjonskjæring eller maskinering for å lage et 3D -produkt.
Til tross for sentrale forskjeller, er additive og subtraktive prosesser ikke alltid gjensidig utelukkende - da de kan brukes til å komplimentere forskjellige stadier av produktutvikling. En tidlig konseptmodell eller prototype opprettes ofte av additiv prosess. Når dette produktet er ferdig, kan det være nødvendig med større partier, og åpner døren for subtraktiv produksjon. Nylig, der tiden er av essensen, blir hybridadditiv/subtraktive metoder brukt for ting som å reparere skadede/slitte deler eller lage kvalitetsdeler med mindre ledetid.
Automatisere fremover
For å oppfylle strenge kundekrav, integrerer fabrikanter en rekke trådmaterialer som rustfritt stål, nikkel, kobolt, krom, titan, aluminium og andre forskjellige metaller i sin delkonstruksjon, og starter med et mykt, men sterkt underlag og avsluttet en hard, slitasje-resistent komponent. Til dels har dette avdekket behovet for høyytelsesløsninger for større produktivitet og kvalitet i både additive og subtraktive produksjonsmiljøer, spesielt der prosesser som additiv produksjon av trådbue (WAAM), WAAM-subtractive, laserkledning-subtractive eller dekorasjon er bekymret. Høydepunktene inkluderer:
- Avansert servoteknologi:For bedre å adressere tid til markedsmål og spesifikasjoner for kundedesign, når dimensjonal presisjon og finish kvalitet er bekymret, henvender sluttbrukere seg til avanserte 3D-skrivere med servosystemer (over trinnmotorer) for optimal bevegelseskontroll. Fordelene med servomotorer, som Yaskawas Sigma-7, vender additive prosessen på hodet, og hjelper fabrikanter med å overvinne vanlige problemer via skriver-boosting-funksjoner:
- Vibrasjonsundertrykkelse: Robuste servomotorer kan skilte med vibrasjonsundertrykkelsesfilter, så vel som anti-resonans- og hakkfilter, og gir ekstremt jevn bevegelse som kan eliminere de visuelt ubehagelige trinnede linjene forårsaket av steppermotormomentkrupp.
- Hastighetsforbedring: En utskriftshastighet på 350 mm/sek er nå en realitet, mer enn å doble den gjennomsnittlige utskriftshastigheten til en 3D -skriver ved hjelp av en trinnmotor. Tilsvarende kan en reisehastighet på opptil 1500 mm/sek oppnås ved bruk av roterende eller opptil 5 meter/sek ved bruk av lineær servoteknologi. Den ekstremt raske akselerasjonsevnen som leveres gjennom høye ytelser, gjør det mulig å flytte 3D-utskriftshoder i sine riktige posisjoner raskere. Dette går langt for å lindre behovet for å bremse et helt system for å nå ønsket finish -kvalitet. Deretter betyr denne oppgraderingen i bevegelseskontroll også at sluttbrukere kan fremstille flere deler i timen uten å ofre kvalitet.
- Automatisk innstilling: Servosystemer kan uavhengig utføre sin egen tilpassede innstilling, noe som gjør det mulig å tilpasse seg endringer i mekanikken til en skriver eller avvik i en utskriftsprosess. 3D Stepper Motors bruker ikke tilbakemeldinger fra posisjoner, noe som gjør det nesten umulig å kompensere for endringer i prosesser eller avvik i mekanikk.
- Tilbakemelding fra koder: Robuste servosystemer som tilbyr absolutt tilbakemelding fra koderen, trenger bare å utføre en homingrutine en gang, noe som resulterer i større oppetid og kostnadsbesparelser. 3D -skrivere som bruker Stepper Motor Technology mangler denne funksjonen og trenger å bli hjemmet hver gang de blir slått på.
- Tilbakemeldingssensing: En ekstruder av en 3D -skriver kan ofte være en flaskehals i utskriftsprosessen, og en trinnmotor har ikke tilbakemeldingsevnen til å oppdage et ekstrudersyltetøy - et underskudd som kan føre til ødeleggelsen av en hel trykkeri. Med dette i bakhodet kan servosystemer oppdage ekstruder -sikkerhetskopier og forhindre stripping av filament. Nøkkelen til overlegen utskriftsytelse er å ha et lukket sløyfesystem sentrert rundt en høyoppløselig optisk koder. Servomotorer med en 24-biters absolutt høyoppløselig koder kan gi 16 777 216 biter av tilbakemelding av lukket sløyfe for større akse og ekstrudernøyaktighet, samt synkronisering og syltetøybeskyttelse.
- Roboter med høy ytelse:Akkurat som robuste servomotorer forvandler additive applikasjoner, er også roboter. Deres utmerkede baneytelse, stiv mekanisk struktur og høy støvbeskyttelse (IP) rangeringer-kombinert med avansert antivibrasjonskontroll og fleraksisk evne-gjør svært fleksible seks-akser-roboter til et ideelt alternativ for de krevende prosessene som omgir bruk av 3D-skrivere, samt nøkkelhandlinger for subtractive produksjon og hybrid additive/subtractive metoder.
Robotautomatisering gratis med 3D-utskriftsmaskiner innebærer mye håndtering av trykte deler i multimaskininstallasjoner. Fra lossing av individuelle deler fra utskriftsmaskinen, til å skille deler etter en flerdelt utskriftssyklus, optimaliserer svært fleksible og effektive roboter for større gjennomstrømning og produktivitetsgevinster.
Med tradisjonell 3D -utskrift er roboter nyttige med pulverhåndtering, påfylling av skriverpulver når det er nødvendig og fjerner pulver fra ferdige deler. Tilsvarende oppnås andre del etterbehandlingsoppgaver som er populære med metallproduksjon som sliping, polering, avkjøring eller skjæring. Kvalitetsinspeksjon, så vel som emballasje og logistikkbehov, blir også oppfylt med robotteknologi, og frigjør fabrikanter for å fokusere tiden sin på høyere verdiøkning, som tilpasset fabrikasjon.
For større arbeidsstykker blir industrielle roboter med lang rekkevidde verktøy for å flytte et 3D-skriverutløsningshode direkte. Dette, i forbindelse med perifere verktøy som roterende baser, posisjonere, lineære spor, gantries og mer, gir arbeidsområdet som kreves for å lage romlige frie formstrukturer. Bortsett fra klassisk hurtig prototyping, blir roboter brukt til fremstilling av store volum frittformede deler, muggformer, 3D-formede fagverkskonstruksjoner og storformat hybriddeler. - Multi-aksemaskinkontrollere:Innovativ teknologi for å koble opp til 62 bevegelsesakser i et enkelt miljø, gjør nå multisynkronisering av et bredt spekter av industriroboter, servosystemer og variable frekvensstasjoner som brukes i additive, subtraktive og hybridprosesser mulig. En hel familie av enheter kan nå jobbe sømløst sammen under fullstendig kontroll og overvåking av en PLC (programmerbar logikkontroller) eller IEC -maskinkontroller, for eksempel MP3300ICE. Ofte programmert med en dynamisk 61131 IEC-programvarepakke, for eksempel MotionWorks IEC, profesjonelle plattformer som dette, bruker kjente verktøy (IE, reprap g-koder, funksjonsblokkdiagram, strukturert tekst, stigediagram, etc.). For å lette enkel integrasjon og optimalisere maskinopptidsoppetid, er ferdige verktøy som kompensasjon av sengen, ekstrudering av ekstrudertrykk, flere spindel og ekstruderkontroll er inkludert.
- Avanserte produksjonsbrukergrensesnitt:Manget gunstig for applikasjoner innen 3D-utskrift, formskjæring, maskinverktøy og robotikk, kan forskjellige programvarepakker raskt levere et lett å tilpasse grafisk maskingrensesnitt, og gi en vei til større allsidighet. Intuitive plattformer, som er designet med kreativitet og optimalisering i tankene, lar produsentene merke og enkelt tilpasse skjermer. Fra å inkludere kjernemaskinattributter til imøtekommende kundebehov, er det nødvendig med lite programmering-ettersom disse verktøyene gir et omfattende bibliotek med forhåndsbygde C# -plugin-moduler eller aktiverer import av tilpassede plugins.
Stige over
Mens enkeltadditive og subtraktive prosesser forblir populære, vil et større skifte mot hybridadditiv/subtraktiv metode oppstå i løpet av de neste årene. Forventet å vokse med en sammensatt årlig vekstrate (CAGR) på 14,8 prosent innen 20271, Hybrid Additive Manufacturing Machine Market er klar til å oppfylle uptick i å utvikle kundens krav. For å stige over konkurransen, bør produsentene veie fordeler og ulemper med hybridmetoden for deres virksomhet. Med muligheten til å produsere deler etter behov, til en stor reduksjon i karbonavtrykk, gir hybridadditiv/subtraktiv prosess noen attraktive fordeler. Uansett skal de avanserte teknologiene for disse prosessene ikke overses og bør implementeres på butikkgulv for å lette større produktivitet og produktkvalitet.
Post Time: Aug 13-2021
