5 факторов, которые необходимо учитывать при переходе на AM Production

3D-печать - одна из ключевых технологий, ведущих к изменениям в производстве. Но чтобы в полной мере использовать его потенциал в производстве, компании должны создать правильную инфраструктуру для аддитивного производства (AM).

От повторяемости к автоматизации, мы исследуем пять ключевых столпов, которые поддерживают переход от 3D-печати к производству готовых деталей, и какие решения могут помочь в этом переходе.

1. Прослеживаемость

Прослеживаемость в настоящее время является одной из ключевых проблем, с которыми сталкиваются компании, внедряющие аддитивное производство для производства.

В производстве отслеживаемость означает возможность отслеживать каждую деталь и продукт на протяжении всего производственного процесса с момента, когда сырье поступает на завод до момента отгрузки готовой продукции.

С введением нормативных требований, требований к отчетности и контролю качества - особенно для таких отраслей, как аэрокосмическая и медицинская - необходимо решить текущую проблему отсутствия прослеживаемости в экосистеме AM и цепочке поставок, чтобы AM было широко распространено. как жизнеспособная производственная технология.

Одной из проблем является возможность отслеживать повторно используемый материал. Например, в металлическом PBF после завершения процесса печати некоторое количество металлического порошка остается нерасплавленным, и его можно просеять, а затем смешать с новым порошком в определенной пропорции.

Процесс повторного использования материала должен быть видимыми и отслеживаемыми, чтобы конечные пользователи могли быть уверены, что они используют высококачественные материалы для изготовления критически важных деталей.

Кроме того, прослеживаемость партии важна для обеспечения того, чтобы детали в каждой партии соответствовали требованиям безопасности или стандарты качества.

В настоящее время лучший способ обеспечить отслеживаемость - это использование цифровых решений, таких как система управления производством (MES), программное обеспечение, которое управляет и контролирует каждый этап производственного процесса AM.

Сквозная прослеживаемость, обеспечиваемая программным обеспечением MES, может создавать более эффективные процессы управления качеством с помощью инструментов анализа данных и бизнес-аналитики.

Возможность точно отслеживать, что произошло с вашими 3D-деталями и когда на протяжении жизненного цикла продукта, добавляет новый уровень качества процессов для AM, поскольку компании могут легко просматривать ключевые данные и оптимизировать процессы при возникновении ошибок или сбоев.

Создание отслеживаемых операций AM - это первый шаг к использованию технологии в производстве, поскольку он помогает обеспечить прозрачность и подотчетность по всей цепочке поставок и доказать, что продукты соответствуют определенным стандартам или соблюдать отраслевые нормы.

2. Повторяемость

Повторяемость - возможность производить одну и ту же деталь или компонент каждый раз - это еще один важный фактор в достижении производства с AM.

Большинство технологий AM требуют комплексной настройки сборки, чтобы гарантировать деталь завершает процесс печати и может пройти постобработку. Как известно большинству пользователей AM, это иногда легче сказать, чем сделать, поскольку нередко встречаются различия и несоответствия между деталями и станками.

Один из способов продвинуться вперед - собрать как можно больше данных, которые могут дать представление о процессе 3D-печати, и использовать эти данные для его оптимизации.

Создание системы управления с обратной связью считается наиболее эффективным способом повышения повторяемости AM.

Система управления с обратной связью включает три этапа:первый - это планирование сборки посредством моделирования; во-вторых, мониторинг процесса печати в процессе; и, наконец, использование собранных данных для выявления отклонений в процессе печати и настройки системы для их компенсации.

В конечном итоге для достижения повторяемости потребуется тесная интеграция аппаратного и программного обеспечения. В дополнение к этому, производители должны иметь глубокое понимание оборудования AM, ключевых переменных, которые входят в процесс, как эти переменные могут изменяться и как откалибровать оборудование.

Хотя это, конечно, , требует сложного обучения, наличие этих знаний жизненно важно для 3D-печати деталей с надежными и стабильными результатами.

3. Точность детали

Поскольку использование AM выходит за рамки чисто косметических моделей, все большее внимание уделяется точности размеров. Термин «точность» описывает, насколько точно выходные данные производственной системы соответствуют допуску в заданном диапазоне размеров.

Когда AM находился на ранней стадии и использовался в основном для создания прототипов, точность не имела большого значения. Однако сегодня от систем AM требуется гораздо больше. Они регулярно производят функциональные прототипы, приспособления и детали конечного использования, которые должны соответствовать тем же строгим стандартам точности, что и традиционные методы производства, такие как механическая обработка, литье под давлением и литье.

Общая точность размеров имеет первостепенное значение, если они вспомогательные средства производства и готовая продукция должны функционировать должным образом.

Учитывая стремление 3D-печати к требовательным функциональным приложениям, важно учитывать, может ли система 3D-печати производить детали, которые выдерживают допуски, и могут ли это делать неоднократно.

4. Автоматизация

Автоматизация - это еще один шаг на пути к готовности к производству и масштабируемости AM. Благодаря сочетанию аппаратного и программного обеспечения, а также робототехники, датчиков и сетей автоматизация обеспечивает более рациональные процессы в рамках непрерывного цикла цифрового производства.

Для производителей, использующих системы автоматизации. в производственные линии AM может привести к повышению эффективности, например, за счет замены ручных процессов и создания передовых систем отслеживания и аналитики.

На протяжении всего рабочего процесса AM можно достичь различных уровней автоматизации. На стадии проектирования в настоящее время существуют решения, которые помогают автоматизировать некоторые части процесса проектирования, например создание поддержки.

Кроме того, инструменты проектирования, такие как оптимизация топологии, развиваются, чтобы помочь создавать и проверять лучшие проекты для данного приложения и технических требований.

На этапе производства есть возможность оптимизировать планирование и управление производством с помощью программного обеспечения MES. Такое программное обеспечение заменяет трудоемкие процессы, такие как ручная обработка заказов и управление проектами, за счет использования единой цифровой платформы.

Кроме того, постобработка AM долгое время была наименее автоматизированной стадией всей производственной линии AM. Сейчас ситуация меняется с появлением систем постобработки, ориентированных на автоматическую очистку, удаление порошка, удаление опор и окрашивание деталей, напечатанных на 3D-принтере.

Наличие автоматизированных систем постобработки также открывает дверь к более высокой степени повторяемости с AM. Поскольку почти все детали, напечатанные на 3D-принтере, потребуют той или иной формы постобработки, очень важно убедиться, что система постобработки может давать воспроизводимые результаты - и автоматизация, управляемая программным обеспечением, является одним из решений.

Внедрение автоматизации на всех этапах рабочего процесса AM в конечном итоге снизит общую стоимость 3D-печати, расширив ее охват до более широкого круга приложений.

5. Проверка и соответствие нормативным требованиям

Последний элемент, лежащий в основе перехода к производству с AM, - это возможность проверить производительность ваших деталей, напечатанных на 3D-принтере.

Проверенный процесс AM позволяет производителям знать, что химические, механические и, в случае металлических деталей, металлургические свойства, а также сложная геометрия могут быть последовательно достигнуты в пределах спецификации.

Для проверки крайне важно понимать и применять существующие в настоящее время стандарты AM, разработанные ISO, ASTM и другими организациями по стандартизации.

В то время как стандарты для процессов 3D-печати разрабатываются - на данный момент существует 22 опубликованных стандарта ASTM и 15 стандартов ISO - многие из важнейших стандартов все еще находятся в стадии разработки.

Например, текущий метод обеспечения качества и проверки - это тестирование финальных частей, что требует дополнительных времени и ресурсов. Чтобы решить эту проблему, отрасли необходимо разработать комплексные процессы сертификации деталей, которые позволят улучшить контроль качества в режиме реального времени.

Задачу усложняет тот факт, что процессы сертификации различаются в зависимости от отрасли и области применения. . Как и когда будет проводиться тестирование для сертификации - это область, которую необходимо будет указать в рамках любого процесса стандартизации.

Тем не менее, сотрудничество с экспертами и успешными приверженцами, такими как признанные поставщики услуг, является важным шагом на пути к получение информации о самых актуальных нормах и процедурах проверки, необходимых для успешной интеграции 3D-печати в производственную среду.

Успешный переход к производству с помощью 3D-печати

Настоящее производство с помощью 3D-печати начинается только тогда, когда соберутся все пять частей. Хотя мы обсуждали каждый из них по отдельности, элементы часто пересекаются и дополняют друг друга.

Вот почему важно мыслить и действовать комплексно, интегрируя AM в свое производство. Вы можете начать с изучения доступных технологий, отдавая приоритет тем, которые лучше всего подходят для ваших нужд, постепенно соединяя все части воедино.

Хотя сдвиг не произойдет в одночасье, преимущества, которые он дает, позволят вам открыть новые рынки и бизнес-модели, определяющие будущее цифрового производства с 3D-печатью.