Освоение серийного производства в аддитивном производстве

Jun 22, 2023

Рэйчел Пасини | 30 мая,

Переход от производства прототипов и мелкосерийного производства к серийному производству пластиковых и металлических деталей в аддитивном производстве повышает эффективность использования оборудования для 3D-печати, обеспечивает безопасную рабочую среду и создает оптимальный производственный поток. Однако для достижения эффективного серийного производства требуется интеллектуальная автоматизация и сеть, способная идеально интегрировать длительное время производства компонентов при 3D-печати с более короткими этапами подготовки и выпуска продукции.

Оливер Элберт, руководитель направления аддитивного производства • Grenzebach Group

Аддитивное производство (AM), или 3D-печать, — это изготовление трехмерного объекта из модели САПР или цифровой 3D-модели. Это можно сделать с помощью различных процессов, в которых материал осаждается, соединяется или затвердевает под компьютерным контролем, при этом материалы добавляются вместе (например, пластмассы, жидкости или зерна порошка), обычно слой за слоем.

Тридцать пять лет назад методы 3D-печати считались подходящими только для производства функциональных или эстетических прототипов. Однако за последние несколько лет точность, повторяемость и диапазон материалов аддитивного производства возросли до такой степени, что теперь это жизнеспособная технология промышленного производства.

Поскольку аддитивное производство представляет собой процесс соединения материалов, при котором изделие может быть изготовлено непосредственно из его 3D-модели, обычно слой за слоем, оно обеспечивает значительные преимущества по сравнению с традиционными производственными технологиями, такими как обработка с ЧПУ или литье. Процессы аддитивного производства обладают уникальными возможностями, позволяющими изготавливать детали сложной формы, а также сложным распределением материалов, и значительно расширяют свободу проектирования для дизайнеров.

Проблема аддитивного производства заключается в длительном времени производства каждого изделия на 3D-принтере, в то время как этапы производства на предшествующих и последующих стадиях производства имеют значительно более короткие сроки. Это приводит к значительной неэффективности всего процесса аддитивного производства.

Решением является серийное производство с интеллектуальной автоматизацией и сетевой интеграцией всех предшествующих и последующих процессов в цикле 3D-печати. Пользователи получают выгоду от автоматизированных процессов, обеспечивая при этом оптимальный поток материала между отдельными устройствами, такими как принтеры, системы обеспыливания и окончательной обработки. Помимо повышения эффективности использования оборудования для 3D-печати, автоматизированное производство обеспечивает безопасную рабочую среду для работников.

Повышенная эффективность. Автоматизация разумно и надежно объединяет этапы процесса с разным временем выполнения. Системы 3D-печати, предварительной и последующей обработки синхронизируются механически, электронно и цифровым способом, что обеспечивает оптимальное использование оборудования с максимальной производительностью.

Более низкая стоимость за деталь. Интеллектуальная сеть отдельных рабочих этапов позволяет максимально использовать все системы. Это позволяет производить продукцию с меньшими затратами на деталь.

Охрана труда и безопасность. Во время постобработки компонентов, напечатанных на 3D-принтере, может возникнуть риск для здоровья из-за мелкой пыли и наночастиц. Оптимально спроектированные решения по автоматизации соответствуют нормам охраны труда и техники безопасности и снижают риски для работников.

Несколько технологических этапов различной продолжительности делают аддитивное производство сложным делом. У каждого производителя есть особые требования к типу материала, используемого для процедур 3D-печати, предварительной и постобработки. Чтобы подготовить последовательность функций 3D-печати для оптимизации серийного производства, необходимо рассмотреть компоненты автоматизации для каждого процесса.

Ниже приводится описание автоматизированных системных решений, которые поддерживают интеллектуальную синхронизацию серийного производства для аддитивного производства. Эти системы охватывают загрузку и разгрузку, аддитивное производство, обеспыливание и постобработку: