3D मध्ये फॉरवर्ड करा: 3D मेटल प्रिंटिंगमध्ये राईज अबव्ह चॅलेंजेस

सर्वो मोटर्स आणि रोबोट्स ॲडिटीव्ह ॲप्लिकेशन्सचे रूपांतर करत आहेत. ॲडिटीव्ह आणि वजाबाकी उत्पादनासाठी रोबोटिक ऑटोमेशन आणि प्रगत गती नियंत्रण लागू करताना नवीनतम टिपा आणि अनुप्रयोग जाणून घ्या, तसेच पुढे काय आहे: हायब्रिड ॲडिटीव्ह/वजाबाकी पद्धतींचा विचार करा.

ॲडव्हान्सिंग ऑटोमेशन

सारा मेलिश आणि रोझमेरी बर्न्स द्वारे

पॉवर कन्व्हर्जन उपकरणे, गती नियंत्रण तंत्रज्ञान, अत्यंत लवचिक रोबोट्स आणि इतर प्रगत तंत्रज्ञानाचे एकत्रित मिश्रण औद्योगिक लँडस्केपमध्ये नवीन बनावट प्रक्रियांच्या जलद वाढीसाठी कारणीभूत ठरत आहेत. प्रोटोटाइप, भाग आणि उत्पादने बनविण्याच्या पद्धतीत क्रांती घडवून आणणे, ॲडिटीव्ह आणि वजाबाकी उत्पादन ही दोन प्रमुख उदाहरणे आहेत ज्यांनी कार्यक्षमता आणि खर्च बचत फॅब्रिकेटर्स स्पर्धात्मक राहण्याचा प्रयत्न करतात.

3D प्रिंटिंग म्हणून संदर्भित, ॲडिटीव्ह मॅन्युफॅक्चरिंग (AM) ही एक अपारंपारिक पद्धत आहे जी सामान्यत: डिजिटल डिझाइन डेटाचा वापर करून घन त्रि-आयामी वस्तू तयार करण्यासाठी वापरते आणि तळापासून वरच्या थरात मटेरियल लेयर फ्यूज करते. बऱ्याचदा निअर-नेट-शेप (NNS) पार्ट्स विना कचरा बनवताना, AM चा वापर मुलभूत आणि जटिल अशा दोन्ही प्रकारच्या उत्पादनांच्या डिझाईन्ससाठी ऑटोमोटिव्ह, एरोस्पेस, ऊर्जा, वैद्यकीय, वाहतूक आणि ग्राहक उत्पादने यांसारख्या उद्योगांमध्ये चालू राहतो. याउलट, वजाबाकी प्रक्रियेमध्ये 3D उत्पादन तयार करण्यासाठी उच्च अचूक कटिंग किंवा मशीनिंगद्वारे सामग्रीच्या ब्लॉकमधून विभाग काढून टाकणे आवश्यक आहे.

मुख्य फरक असूनही, बेरीज आणि वजाबाकी प्रक्रिया नेहमीच परस्पर अनन्य नसतात - कारण त्यांचा उपयोग उत्पादन विकासाच्या विविध टप्प्यांवर प्रशंसा करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. एक प्रारंभिक संकल्पना मॉडेल किंवा प्रोटोटाइप वारंवार ऍडिटीव्ह प्रक्रियेद्वारे तयार केले जाते. एकदा ते उत्पादन अंतिम झाल्यानंतर, मोठ्या बॅचची आवश्यकता असू शकते, ज्यामुळे वजाबाकी उत्पादनासाठी दरवाजा उघडला जाईल. अगदी अलीकडे, जिथे वेळ महत्त्वाचा आहे, खराब झालेले/जीर्ण झालेले भाग दुरुस्त करणे किंवा कमी वेळेत दर्जेदार भाग तयार करणे यासारख्या गोष्टींसाठी संकरित जोड/वजाबाकी पद्धती लागू केल्या जात आहेत.

ऑटोमेट फॉरवर्ड

कडक ग्राहकांच्या मागण्या पूर्ण करण्यासाठी, फॅब्रिकेटर्स स्टेनलेस स्टील, निकेल, कोबाल्ट, क्रोम, टायटॅनियम, ॲल्युमिनियम आणि इतर भिन्न धातू यांसारख्या वायर मटेरियलची श्रेणी त्यांच्या भागांच्या बांधकामात एकत्रित करत आहेत, मऊ परंतु मजबूत सब्सट्रेटपासून सुरू करून आणि कठोर परिधानाने पूर्ण करत आहेत. - प्रतिरोधक घटक. अंशतः, याने ॲडिटीव्ह आणि वजाबाकी उत्पादन वातावरणात अधिक उत्पादकता आणि गुणवत्तेसाठी उच्च कार्यक्षमतेच्या उपायांची आवश्यकता प्रकट केली आहे, विशेषत: जेथे वायर आर्क ॲडिटीव्ह मॅन्युफॅक्चरिंग (WAAM), WAAM-सबट्रॅक्टिव्ह, लेझर क्लेडिंग-वजाबाकी किंवा सजावट यासारख्या प्रक्रियांचा संबंध आहे. हायलाइट्समध्ये हे समाविष्ट आहे:

• प्रगत सर्वो तंत्रज्ञान:टाइम-टू-मार्केट उद्दिष्टे आणि ग्राहक डिझाइन वैशिष्ट्यांना अधिक चांगल्या प्रकारे संबोधित करण्यासाठी, जेथे मितीय अचूकता आणि अंतिम गुणवत्ता संबंधित आहे, अंतिम वापरकर्ते इष्टतम गती नियंत्रणासाठी सर्वो सिस्टम (ओव्हर स्टेपर मोटर्स) असलेल्या प्रगत 3D प्रिंटरकडे वळत आहेत. सर्वो मोटर्सचे फायदे, जसे की Yaskawa's Sigma-7, त्याच्या डोक्यावर ॲडिटीव्ह प्रक्रिया चालू करतात, फॅब्रिकेटर्सना प्रिंटर-बूस्टिंग क्षमतांद्वारे सामान्य समस्यांवर मात करण्यास मदत करतात:
  • कंपन सप्रेशन: मजबूत सर्वो मोटर्स कंपन सप्रेशन फिल्टर्स, तसेच अँटी-रेझोनान्स आणि नॉच फिल्टर्सचा अभिमान बाळगतात, अत्यंत गुळगुळीत गती देतात ज्यामुळे स्टेपर मोटर टॉर्क रिपलमुळे दिसणाऱ्या अप्रिय स्टेप केलेल्या रेषा दूर होतात.
  • स्पीड एन्हांसमेंट: 350 mm/sec चा प्रिंट स्पीड आता एक वास्तविकता आहे, स्टेपर मोटर वापरून 3D प्रिंटरच्या सरासरी प्रिंट स्पीडपेक्षा दुप्पट. त्याचप्रमाणे, रेखीय सर्वो तंत्रज्ञानाचा वापर करून रोटरी वापरून किंवा 5 मीटर/सेकंद पर्यंत 1,500 मिमी/सेकंद प्रवासाचा वेग मिळवता येतो. उच्च-कार्यक्षमता सर्व्होद्वारे प्रदान केलेली अत्यंत वेगवान प्रवेग क्षमता 3D प्रिंट हेड त्यांच्या योग्य स्थितीत अधिक वेगाने हलविण्यास सक्षम करते. इच्छित फिनिश गुणवत्तेपर्यंत पोहोचण्यासाठी संपूर्ण प्रणालीची गती कमी करण्याची गरज कमी करण्यासाठी हे खूप लांब आहे. त्यानंतर, मोशन कंट्रोलमधील या अपग्रेडचा अर्थ असा आहे की अंतिम वापरकर्ते गुणवत्तेचा त्याग न करता प्रति तास अधिक भाग तयार करू शकतात.
  • स्वयंचलित ट्यूनिंग: सर्वो सिस्टम स्वतंत्रपणे त्यांचे स्वतःचे सानुकूल ट्यूनिंग करू शकतात, ज्यामुळे प्रिंटरच्या यांत्रिकीतील बदल किंवा मुद्रण प्रक्रियेतील भिन्नतेशी जुळवून घेणे शक्य होते. 3D स्टेपर मोटर्स पोझिशन फीडबॅक वापरत नाहीत, ज्यामुळे प्रक्रियांमधील बदल किंवा यांत्रिकीमधील विसंगतींची भरपाई करणे जवळजवळ अशक्य होते.
  • एन्कोडर फीडबॅक: परिपूर्ण एन्कोडर फीडबॅक देणाऱ्या मजबूत सर्वो सिस्टम्सना फक्त एकदाच होमिंग रूटीन करणे आवश्यक आहे, परिणामी जास्त अपटाइम आणि खर्चाची बचत होते. स्टेपर मोटर तंत्रज्ञानाचा वापर करणाऱ्या 3D प्रिंटरमध्ये या वैशिष्ट्याचा अभाव आहे आणि प्रत्येक वेळी ते चालू केल्यावर त्यांना होम करणे आवश्यक आहे.
  • फीडबॅक सेन्सिंग: 3D प्रिंटरचा एक्सट्रूडर मुद्रण प्रक्रियेत अनेकदा अडथळे ठरू शकतो आणि स्टेपर मोटरमध्ये एक्स्ट्रूडर जॅम शोधण्याची फीडबॅक सेन्सिंग क्षमता नसते — ही कमतरता ज्यामुळे संपूर्ण प्रिंट जॉब नष्ट होऊ शकतो. हे लक्षात घेऊन, सर्वो सिस्टम एक्सट्रूडर बॅकअप शोधू शकतात आणि फिलामेंट स्ट्रिपिंग टाळू शकतात. उच्च-रिझोल्यूशन ऑप्टिकल एन्कोडरभोवती केंद्रीत बंद-लूप प्रणाली असणे हे उत्कृष्ट मुद्रण कार्यक्षमतेची गुरुकिल्ली आहे. 24-बिट परिपूर्ण उच्च-रिझोल्यूशन एन्कोडरसह सर्वो मोटर्स अधिक अक्ष आणि एक्सट्रूडर अचूकतेसाठी, तसेच सिंक्रोनाइझेशन आणि जॅम संरक्षणासाठी 16,777,216 बिट्स बंद-लूप फीडबॅक रिझोल्यूशन प्रदान करू शकतात.
• उच्च कार्यक्षमता रोबोट्स:ज्याप्रमाणे मजबूत सर्वो मोटर्स ऍडिटीव्ह ऍप्लिकेशन्समध्ये बदल घडवून आणत आहेत, त्याचप्रमाणे रोबोट देखील आहेत. त्यांची उत्कृष्ट पथ कार्यप्रदर्शन, कठोर यांत्रिक संरचना आणि उच्च धूळ संरक्षण (IP) रेटिंग — प्रगत अँटी-व्हायब्रेशन नियंत्रण आणि मल्टी-अक्ष क्षमता यांच्या संयुक्त विद्यमाने — अत्यंत लवचिक सहा-अक्ष रोबोट्स 3D च्या वापराभोवती असलेल्या मागणी प्रक्रियेसाठी एक आदर्श पर्याय बनवतात. प्रिंटर, तसेच वजाबाकी उत्पादन आणि हायब्रिड ॲडिटीव्ह/वजाबाकी पद्धतींसाठी प्रमुख क्रिया.
  3D प्रिंटिंग मशिनसाठी पूरक रोबोटिक ऑटोमेशन मल्टी-मशीन इंस्टॉलेशन्समध्ये मुद्रित भाग हाताळण्यासाठी व्यापकपणे अंतर्भूत आहे. प्रिंट मशीनमधून वैयक्तिक भाग उतरवण्यापासून, मल्टी-पार्ट प्रिंट सायकलनंतर भाग वेगळे करण्यापर्यंत, अत्यंत लवचिक आणि कार्यक्षम रोबोट अधिक थ्रुपुट आणि उत्पादकता नफ्यासाठी ऑपरेशन्स ऑप्टिमाइझ करतात.
  पारंपारिक 3D प्रिंटिंगसह, रोबो पावडर व्यवस्थापन, आवश्यकतेनुसार प्रिंटर पावडर रिफिलिंग आणि तयार भागांमधून पावडर काढण्यासाठी उपयुक्त आहेत. त्याचप्रमाणे, ग्राइंडिंग, पॉलिशिंग, डिबरिंग किंवा कटिंग यांसारख्या मेटल फॅब्रिकेशनमध्ये लोकप्रिय असलेले इतर भाग पूर्ण करणे सोपे आहे. गुणवत्तेची तपासणी, तसेच पॅकेजिंग आणि लॉजिस्टिकच्या गरजा देखील रोबोटिक तंत्रज्ञानाच्या सहाय्याने पूर्ण केल्या जात आहेत, ज्यामुळे फॅब्रिकेटर्सना सानुकूल फॅब्रिकेशन सारख्या उच्च मूल्यवर्धित कामावर त्यांचा वेळ केंद्रित करण्यास मोकळा होतो.
  मोठ्या वर्कपीससाठी, थ्रीडी प्रिंटर एक्स्ट्रुजन हेड थेट हलविण्यासाठी लांब-पहुंच असलेल्या औद्योगिक रोबोटला टूल बनवले जात आहे. हे परिधीय साधनांच्या संयोगाने जसे की रोटेटिंग बेस, पोझिशनर्स, रेखीय ट्रॅक, गॅन्ट्री आणि बरेच काही, अवकाशीय मुक्त-स्वरूप संरचना तयार करण्यासाठी आवश्यक कार्यक्षेत्र प्रदान करते. शास्त्रीय रॅपिड प्रोटोटाइपिंग व्यतिरिक्त, मोठ्या आकाराचे फ्री-फॉर्म पार्ट्स, मोल्ड फॉर्म्स, 3D-आकाराचे ट्रस कन्स्ट्रक्शन आणि मोठ्या स्वरूपातील संकरित भाग तयार करण्यासाठी रोबोटचा वापर केला जात आहे.
• मल्टी-एक्सिस मशीन कंट्रोलर्स:एका वातावरणात 62 गती अक्षांपर्यंत जोडण्यासाठी नाविन्यपूर्ण तंत्रज्ञान आता औद्योगिक रोबोट्स, सर्वो सिस्टम्स आणि व्हेरिएबल फ्रिक्वेंसी ड्राइव्हच्या विस्तृत श्रेणीचे बहु-सिंक्रोनाइझेशन बनवत आहे, ज्याचा वापर ॲडिटीव्ह, वजाबाकी आणि संकरित प्रक्रियांमध्ये केला जाऊ शकतो. डिव्हाइसेसचे संपूर्ण कुटुंब आता MP3300iec सारख्या PLC (प्रोग्रामेबल लॉजिक कंट्रोलर) किंवा IEC मशीन कंट्रोलरच्या संपूर्ण नियंत्रण आणि देखरेखीखाली एकत्र काम करू शकते. अनेकदा डायनॅमिक 61131 IEC सॉफ्टवेअर पॅकेजसह प्रोग्राम केलेले, जसे की MotionWorks IEC, यासारखे व्यावसायिक प्लॅटफॉर्म परिचित साधनांचा वापर करतात (उदा., RepRap G-codes, Function Block Diagram, Structured Text, Ladder Diagram, इ.). सुलभ एकीकरण सुलभ करण्यासाठी आणि मशीन अपटाइम ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी, बेड लेव्हलिंग नुकसान भरपाई, एक्सट्रूडर प्रेशर ॲडव्हान्स कंट्रोल, मल्टिपल स्पिंडल आणि एक्सट्रूडर कंट्रोल यासारखी रेडीमेड टूल्स समाविष्ट आहेत.
• प्रगत उत्पादन वापरकर्ता इंटरफेस:3D प्रिंटिंग, शेप कटिंग, मशीन टूल आणि रोबोटिक्समधील अनुप्रयोगांसाठी अत्यंत फायदेशीर, विविध सॉफ्टवेअर पॅकेजेस त्वरीत सानुकूलित ग्राफिकल मशीन इंटरफेस वितरीत करू शकतात, अधिक अष्टपैलुत्वाचा मार्ग प्रदान करतात. सर्जनशीलता आणि ऑप्टिमायझेशन लक्षात घेऊन डिझाइन केलेले, यास्कावा कंपास सारखे अंतर्ज्ञानी प्लॅटफॉर्म, उत्पादकांना स्क्रीन ब्रँड आणि सहजपणे सानुकूलित करण्यास अनुमती देतात. ग्राहकांच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी मुख्य मशीन विशेषता समाविष्ट करण्यापासून, थोडेसे प्रोग्रामिंग आवश्यक आहे — कारण ही साधने पूर्वनिर्मित C# प्लग-इनची विस्तृत लायब्ररी प्रदान करतात किंवा कस्टम प्लग-इन आयात करण्यास सक्षम करतात.

वर चढा

एकल ॲडिटीव्ह आणि वजाबाकी प्रक्रिया लोकप्रिय राहिल्या असताना, पुढील काही वर्षांमध्ये हायब्रीड ॲडिटीव्ह/वजाबाकी पद्धतीकडे अधिक बदल होईल. 2027 पर्यंत 14.8 टक्के चक्रवाढ वार्षिक वाढ दराने (CAGR) वाढ अपेक्षित आहे¹, हायब्रीड ॲडिटीव्ह मॅन्युफॅक्चरिंग मशीन मार्केट विकसित होत असलेल्या ग्राहकांच्या मागणीची पूर्तता करण्यासाठी सज्ज आहे. स्पर्धेच्या वर जाण्यासाठी, उत्पादकांनी त्यांच्या ऑपरेशनसाठी हायब्रिड पद्धतीचे साधक आणि बाधक वजन केले पाहिजे. आवश्यकतेनुसार भाग तयार करण्याच्या क्षमतेसह, कार्बन फूटप्रिंटमध्ये मोठी घट करण्यासाठी, हायब्रिड ॲडिटीव्ह/वजाबाकी प्रक्रिया काही आकर्षक फायदे देते. याची पर्वा न करता, या प्रक्रियेसाठी प्रगत तंत्रज्ञानाकडे दुर्लक्ष केले जाऊ नये आणि अधिक उत्पादनक्षमता आणि उत्पादनाची गुणवत्ता सुलभ करण्यासाठी दुकानाच्या मजल्यावर लागू केले जावे.