Els servo motors i robots transformen aplicacions additives. Obteniu informació sobre els darrers consells i aplicacions a l’hora d’implementar l’automatització robòtica i el control de moviment avançat per a la fabricació additiva i subtractiva, així com el que hi ha a continuació: penseu en mètodes additius/subtractius híbrids.
Avançar l’automatització
De Sarah Mellish i Rosemary Burns
L’adopció de dispositius de conversió d’energia, tecnologia de control de moviment, robots extremadament flexibles i una barreja eclèctica d’altres tecnologies avançades són factors impulsors per al ràpid creixement de nous processos de fabricació a través del paisatge industrial. Revolució de la manera en què es fabriquen prototips, peces i productes, la fabricació additiva i subtractiva són dos exemples principals que han proporcionat l'eficiència i l'estalvi de costos que els fabricants busquen mantenir -se competitius.
Es coneix com a impressió 3D, la fabricació additiva (AM) és un mètode no tradicional que sol utilitzar dades de disseny digital per crear objectes tridimensionals sòlids fixant la capa de materials per capa des de baix. Sovint, fent peces de forma gairebé neta (NNS) sense residus, l’ús d’AM tant per a dissenys bàsics com per a productes complexos continua permeant indústries com l’automoció, l’aeroespacial, l’energia, el medicina, el transport i els productes de consum. Per contra, el procés subtractiu comporta eliminar seccions d’un bloc de material mitjançant un tall o mecanitzat d’alta precisió per crear un producte 3D.
Malgrat les diferències clau, els processos additius i subtractius no sempre s’exclouen mútuament, ja que es poden utilitzar per complir diverses etapes del desenvolupament de productes. Un model o prototip de concepte precoç és freqüentment creat pel procés additiu. Un cop finalitzat aquest producte, es poden requerir lots més grans, obrint la porta a la fabricació subtractiva. Més recentment, on el temps és essencial, s’estan aplicant mètodes additius/subtractius híbrids per a coses com reparar peces danyades/desgastades o crear peces de qualitat amb menys temps de conducció.
Automatitzar cap endavant
Per satisfer les exigències estrictes dels clients, els fabricants integren una gamma de materials de filferro com acer inoxidable, níquel, cobalt, crom, titani, alumini i altres metalls diferents -Ponent resistent. En part, això ha revelat la necessitat de solucions d’alt rendiment per a una major productivitat i qualitat tant en entorns de fabricació additius com en subtracció, especialment en processos com la fabricació d’additius d’arc de filferro (WAAM), la decoració de revestiment làser de revestiment làser. Els punts destacats inclouen:
- Advanced Servo Technology:Per abordar millor els objectius de temps a mercat i les especificacions del disseny del client, en què es tracta de la precisió dimensional i la qualitat d’acabat, els usuaris finals s’estan recorrent a impressores 3D avançades amb servo-sistemes (sobre motors pas a pas) per a un control òptim de moviment. Els avantatges de Servo Motors, com el Sigma-7 de Yaskawa, giren el procés additiu al cap, ajudant els fabricants a superar problemes comuns mitjançant capacitats que augmenten la impressora:
- Suppressió de vibracions: els servo motors robustos tenen filtres de supressió de vibracions, així com filtres anti-ressonància i osca, produint un moviment extremadament suau que pot eliminar les línies esglaonades visualment desagradables causades per una ondulació del motor del motor pas a pas.
- Millora de velocitat: una velocitat d’impressió de 350 mm/seg és ara una realitat, més que duplicar la velocitat mitjana d’impressió d’una impressora 3D mitjançant un motor pas a pas. De la mateixa manera, es pot aconseguir una velocitat de viatge de fins a 1.500 mm/seg mitjançant Rotary o fins a 5 metres/seg mitjançant la tecnologia de servo lineal. La capacitat d’acceleració extremadament ràpida proporcionada a través de servos d’alt rendiment permet que els caps d’impressió 3D es puguin traslladar a les seves posicions adequades més ràpidament. Això fa un llarg camí per alleujar la necessitat de frenar un sistema sencer per assolir la qualitat d’acabat desitjada. Posteriorment, aquesta actualització del control de moviment també significa que els usuaris finals poden fabricar més parts per hora sense sacrificar la qualitat.
- Sintonització automàtica: els sistemes de servo poden realitzar de forma independent la seva pròpia sintonia personalitzada, cosa que permet adaptar -se als canvis en la mecànica d’una impressora o variacions en un procés d’impressió. Els motors de pas 3D no utilitzen la retroalimentació de la posició, cosa que fa gairebé impossible compensar els canvis en els processos o les discrepàncies en la mecànica.
- Feedback del codificador: els sistemes de servo robusts que ofereixen una retroalimentació absoluta del codificador només han de realitzar una rutina d’homenatge una vegada, donant lloc a un major estalvi de costos i costos. Les impressores 3D que utilitzen la tecnologia del motor pas a pas no tenen aquesta característica i han de ser acollides cada vegada que s’encenen.
- Sensació de comentaris: una extrusora d’una impressora 3D pot ser sovint un coll d’ampolla en el procés d’impressió i un motor pas a pas no té la capacitat de detecció de la retroalimentació de detectar una melmelada d’extrús, un dèficit que pot provocar la ruïna de tot un treball d’impressió. Tenint això en compte, Servo Systems pot detectar còpies de seguretat de l'extrusora i evitar el despullat de filament. La clau del rendiment d’impressió superior és tenir un sistema de bucle tancat centrat en un codificador òptic d’alta resolució. Els servo motors amb un codificador absolut d’alta resolució absolut de 24 bits poden proporcionar 16.777.216 bits de resolució de retroalimentació de llaç tancat per a una major precisió d’eix i extrusor, així com la sincronització i la protecció de la confitura.
- Robots d’alt rendiment:De la mateixa manera que els servo motors robustos transformen aplicacions additives, també ho són els robots. El seu excel·lent rendiment de ruta, l'estructura mecànica rígida i les valoracions de protecció de pols d'alta pols (IP), combinades amb el control avançat de les vibracions i la capacitat de diversos eixos, fan que els robots de sis eixos siguin altament flexibles en una opció ideal per als processos exigents que envolten la utilització del 3D Impressores, així com accions clau per a la fabricació subtractiva i els mètodes additius/subtractius additius/híbrids.
L’automatització robòtica complementada a les màquines d’impressió 3D comporta àmpliament la manipulació de peces impreses en instal·lacions de diverses màquines. Des de descarregar parts individuals de la màquina d’impressió, fins a separar parts després d’un cicle d’impressió de diverses parts, robots altament flexibles i eficients optimitzen les operacions per obtenir majors guanys i productivitat.
Amb la impressió tradicional 3D, els robots són útils amb la gestió de pols, la reompliment de la pols de la impressora quan calgui i elimineu la pols de les parts acabades. De la mateixa manera, s’aconsegueixen fàcilment altres tasques d’acabament de parts populars amb la fabricació de metalls com la mòlta, el polit, el debatre o el tall. La inspecció de qualitat, així com les necessitats d’envasos i logístiques, també s’aconsegueixen amb la tecnologia robòtica, alliberant fabricants per centrar-se en un treball més gran de valor afegit, com la fabricació personalitzada.
Per a les peces més grans, s'estan elaint robots industrials de llarg recorregut per moure directament un cap d'extrusió d'impressora 3D. Això, conjuntament amb eines perifèriques com bases rotatives, posicionadors, pistes lineals, gantries i molt més, proporcionen l’espai de treball necessari per crear estructures de forma lliure espacial. A banda del prototipat ràpid clàssic, els robots s’utilitzen per a la fabricació de peces de forma lliure de gran volum, formes de motlle, construccions en forma de 3D i peces híbrides de gran format. - Controladors de màquines de diversos eixos:La tecnologia innovadora per connectar fins a 62 eixos de moviment en un sol entorn està fent que ara fa multi-sincronització d’una àmplia gamma de robots industrials, servo sistemes i unitats de freqüència variables utilitzades en els processos additius, subtractius i híbrids possibles. Una família de dispositius sencera ara pot treballar perfectament amb el control i el control complet d’un PLC (controlador de lògica programable) o controlador de màquina IEC, com el MP3300iec. Sovint programat amb un paquet de programari IEC dinàmic 61131, com ara MotionWorks IEC, plataformes professionals com aquesta utilitzen eines familiars (és a dir, codis G Reprap G, diagrama de blocs de funcions, text estructurat, diagrama d’escala, etc.). Per facilitar la integració fàcil i optimitzar el temps de funcionament de la màquina, s’inclouen eines preparades com la compensació d’anivellament del llit, el control d’avançament de la pressió de l’extrusora, el cargol múltiple i el control de l’extrusora.
- Interfícies d’usuari de fabricació avançada:Molt beneficiós per a les aplicacions en impressió 3D, tall de forma, màquines-eina i robòtica, diversos paquets de programari poden oferir ràpidament una interfície de màquina gràfica fàcil de convocar, proporcionant una via cap a una major versatilitat. Dissenyat tenint en compte la creativitat i l’optimització, plataformes intuïtives, com la compassa de Yaskawa, permeten als fabricants marcar i personalitzar fàcilment les pantalles. Des d’incloure atributs de màquines bàsiques fins a necessitats d’allotjament del client, cal programar poca programació, ja que aquestes eines proporcionen una extensa biblioteca de complements C# pre-construïts o permeten la importació de complements personalitzats.
Pujar per sobre
Si bé els processos additius i subtractius únics continuen sent populars, durant els propers anys es produirà un canvi més gran cap a l’additiu híbrid/mètode subtractiu. S'espera que creixi a una taxa de creixement anual composta (CAGR) del 14,8 per cent el 20271, El mercat de màquines de fabricació additiva híbrida està disposat a satisfer les exigències en evolució dels clients. Per situar -se per sobre de la competència, els fabricants haurien de pesar els avantatges i els contres del mètode híbrid per a les seves operacions. Amb la capacitat de produir parts segons sigui necessari, per a una reducció important de la petjada de carboni, el procés additiu/subtractiu híbrid ofereix alguns avantatges atractius. Independentment, les tecnologies avançades d’aquests processos no s’han de passar per alt i s’han d’implementar en terres de botiga per facilitar una major productivitat i qualitat del producte.
Hora de publicació: 13-2021 d'agost
