Wraz ze wzrostem zainteresowania i wykorzystania druku 3D w wielu branżach, wzrosło zastosowanie tej technologii do produkcji jednorazowych części i narzędzi w małych seriach. Bardzo często są to przyrządy i uchwyty, które pomagają w produkcji innych części. Co do zasady, poprawiają one wydajność linii montażowych. Te pomoce produkcyjne różnią się drastycznie pod względem złożoności i wykorzystania. Ich zastosowanie może z pozoru wydawać się mało istotne, jednakże np. małe narzędzie pomagające pracownikowi linii montażowej umieścić plakietki z marką auta, lub tak skomplikowane, jak zrobotyzowane oprzyrządowanie z wewnętrznymi przejściami dla pneumatyki i elektroniki.
Przyrządy i uchwyty nie są niczym nowym w przemyśle produkcyjnym. Pomoce produkcyjne są ważnym aspektem w fabryce, która jest dzięki nim w stanie produkować towary na wysokim poziomie dokładności i spójności. Prosta rama oprzyrządowania używana do przytrzymywania części podczas wiercenia, zapewni że każda część będzie miała stałe położenie otworu i wyprodukuje identyczną część dla reszty linii montażowej.
Drukowanie narzędzi i uchwytów: dlaczego warto?
Dotychczasowo pełen osprzęt produkowany był przy pomocy tradycyjnych metod. W większości przypadków niestandardowe uchwyty obrabiane są z aluminium lub bloku tworzywa sztucznego. Obróbka mechaniczna wymaga znacznej ilości czasu i wypracowanych umiejętności. Im bardziej złożona jest geometria, tym więcej trwa cały proces. Zaprojektowanie, obróbka i wysłanie pojedynczej części na linię montażową fabryki może trwać nawet kilka tygodni. Jeśli wymagane są jakiekolwiek zmiany w projekcie, cały proces zaczyna się od nowa, co powoduje jeszcze większą stratę czasu przy każdej pojedynczej iteracji.
Znacząca redukcja czasu jest zdecydowanie największym plusem technologii addytywnej. Zamiast klasycznych metod do produkcji narzędzi, których wytwarzanie trwa tygodniami, inżynierowie mogą polegać na produkcji addytywnej, która wytwarza części już w ciągu kilku godzin. Oprzyrządowanie może być zaprojektowane, wydrukowane, a jeśli wymagane są zmiany, często mogą być one nałożone w ciągu tego samego dnia.
Wykorzystanie technologii addytywnej do zastąpienia tradycyjnych przyrządów i uchwytów pozwala firmie na utrzymanie cyfrowej inwentaryzacji swoich części. W bardzo krótkim czasie (nawet w ciągu kilku godzin) uszkodzona część może zostać wydrukowana i wymieniona przy minimalnym czasie przestoju. Części te są dostępne na żądanie, a dzięki zastosowaniu dodatkowego oprogramowania jak SmartSlice drukowane są z optymalnymi ustawieniami druku, które przyspieszają czas drukowania, zapewniając jednocześnie wytrzymałość i sztywność części wymaganą do wykonywania zamierzonych zadań.
Program SmartSlice udostępnia narzędzia do walidacji i optymalizacji części w celu poprawy ich wydajności i czasu drukowania. Użytkownik może eksperymentować z różnymi przypadkami obciążeń, które naśladują obciążenia, jakich doświadczają przyrządy i uchwyty podczas użytkowania. Co więcej, użytkownik może wirtualnie eksperymentować z wieloma różnymi materiałami i wybrać odpowiedni materiał dla danego zastosowania. Na przykład, jeżeli część musi być bardziej sztywna, materiał wypełniony włóknem węglowym może być porównany z materiałem standardowym. Wszystkie te „wirtualne eksperymenty” można przeprowadzić jeszcze przed wydrukowaniem pierwszej części, bez straty czasu i materiału.
Zastosowanie programu SmartSlice
Chcąc zrozumieć, w jaki sposób technologia addytywna jest wykorzystywana do produkcji przyrządów i mocowań, należy rozważyć następujący przykładowy element zamocowania przedstawiony grafice poniżej. Przedstawiona część to prosty uchwyt służący do trwałego zamocowania kawałka aluminium o wymiarach 1 cal x 1 cal. Jest on zintegrowany z dostępnym na rynku zaciskiem, który jest przykręcony do części w celu uproszczenia projektu i ułatwienia produkcji. Oprzyrządowanie to może być stosowane na linii montażowej, gdzie pracownik musi mocno przytrzymać część przez krótki okres czasu, a następnie zwolnić ją, aby przejść do następnego procesu montażu.
Wymagania techniczne:
- Zacisk musi przyłożyć siłę 900N do wytłoczki aluminiowej.
- Otwory w oprzyrządowaniu muszą być w stanie wytrzymać siłę 900N.
- Maksymalne ugięcie nie może być większe niż 1.5 mm.
- Współczynnik bezpieczeństwa musi wynosić 1.5 lub więcej.
- Czas drukowania może wynosić 12 godzin lub mniej, aby ograniczyć czas przestoju linii montażowej.
Poniższy film przedstawia szybki rzut na konfigurację tego zamocowania w programie SmartSlice. W przypadku każdej symulacji ustawienie jest jednym z najważniejszych aspektów, a dzięki narzędziom SmartSlice do wyboru powierzchni użytkownicy mogą wirtualnie zastosować siły działające w świecie rzeczywistym na daną część.
Pierwszym krokiem po zakończeniu konfiguracji części jest proces walidacji. SmartSlice wykorzystuje aktualne ustawienia drukarki zdefiniowane przez użytkownika, aby sprawdzić, czy spełaniają kluczowe wymagania i przedstawiają zalecenia dotyczące dalszej optymalizacji. Proces walidacji tego zamocowania trwa mniej niż minutę, a SmartSlice informuje użytkownika, czy część będzie działać zgodnie z założeniami pod określonym obciążeniem. Jest to bardzo skuteczna kontrola, która często eliminuje wiele cykli przerw w druku, przez które część może przejść podczas testów. Etap walidacji informuje, czy część jest niedopracowana lub po prostu nie będzie działać nawet po wydrukowaniu jej z wypełnieniem 100%.
Po zakończeniu walidacji użytkownik może ręcznie wprowadzić zmiany w ustawieniach drukowania lub skorzystać z narzędzia do optymalizacji SmartSlice. Oprogramowanie SmartSlice zmodyfikuje ustawienia drukowania i zastosuje siatki modyfikatorów w obszarach części poddawanych dużym naprężeniom, aby zapewnić użytkownikowi część spełniającą wybrane przez niego wymagania, a jednocześnie zoptymalizowaną pod względem czasu drukowania i zużycia materiału. Analiza generuje 10 rankingów rozwiązań, pozwalając użytkownikowi na wybór najbardziej odpowiedniego rozwiązania dla jego potrzeb.
W przypadku tego mocowania, podczas etapu walidacji stwierdzono, że część nie wytrzyma siły zacisku, gdy zostanie wydrukowana ze standardowego materiału ABS przy 100% wypełnieniu. SmartSlice wykazał, że zaciśnięty materiał aluminiowy prawdopodobnie spowodowałby pęknięcie wzdłuż wewnętrznej krawędzi oprzyrządowania, tworząc niski współczynnik bezpieczeństwa w obszarach pokazanych na poniższym rysunku.
Komunikat wygenerowany w wyniku walidacji SmartSlice udostępnia użytkownikowi dwie opcje poprawy części w celu spełnienia wymagań dotyczących tego zamocowania. Pierwsza opcja to wypróbowanie mocniejszego materiału, a druga to zmiana geometrii części w celu poprawy obszarów zacienionych na czerwono. W tym przypadku, wybrano opcję opcję nr 1, a dokładnie materiał nylonowy wypełniony włóknem. Dzięki materiałowi nylonowemu z wypełnieniem włóknistym system SmartSlice mógł sprawdzić, czy materiał wytrzyma określone obciążenia i czy można go zoptymalizować w celu dalszej poprawy parametrów części. W poniższej tabeli przedstawiono po lewej stronie obliczone wyniki badania ABS, a po prawej stronie wyniki zoptymalizowanego nylonu wypełnionego włóknami węglowymi.
Oprogramowanie szybko zoptymalizowało część i stworzyło rozwiązanie przedstawione powyżej z dwoma siatkami modyfikatorów w celu zwiększenia wytrzymałości i sztywności części tam, gdzie było to potrzebne. Rozwiązanie to spełnia wszystkie wymagania, przy jednoczesnym utrzymaniu minimalnego czasu druku i zużycia materiału.
Druk 3D na linii produkcyjnej
Przejście z tradycyjnej produkcji na technologię addytywną jest powszechnym trendem w branży, a jego siłą napędową są niższe koszty produkcji i niesamowita oszczędność czasu, która przekłada się na ogromne oszczędności. SmartSlice to kolejne narzędzie w skrzynce narzędziowej użytkownika, które pomaga ulepszyć te przyrządy i uchwyty, aby sprostać wymaganiom dotyczącym części i budżetu. Wykorzystanie SmartSlice i produkcji addytywnej do tworzenia tych przyrządów i uchwytów pomoże firmom poprawić wydajność i przesunąć granice produktywności.
Masz pytania? Chciałbyś/ chciałabyś wypróbować najnowsze oprogramowanie SmartSlice kompatybilne z jednym z najpopularniejszych slicerów –Ultimaker Cura? A może dopiero planujesz wdrożenie technologii druku 3D w swoim biznesie? Skontaktuj się z nami, a rozwiejemy Twoje wątpliwości i dobierzemy sprzęt oraz oprogramowanie, które idealnie sprawdzi się w Twojej działalności.
Musisz być Zalogowany aby napisać komentarz.