Гарантия будущего производства: гибкие мануфактурные системы (FMS) ведут гибридное производство к успеху

Как поставщик оборудования и ПО для автоматизации, мы погружены в эту революционную data-driven трансформацию и предвидим новый тренд: клиенты не просто автоматизируют традиционные субтрактивные методы, но и стремятся автоматизировать гибридные производственные процессы (комбинированные аддитивные и субтрактивные), чтобы извлечь главное преимущество любой гибкой мануфактурной системы (FMS): установление надежного, стабильного процесса и производственного потока, работающего 24/7.

Авиакосмическая отрасль станет из ранних внедренцев гибридного FMS. Медицинская индустрия, несомненно, последует — многие её приложения идеально подходят для высокопроизводительных гибридных процессов. Конфигурация гибридного FMS будет иметь сходства и отличия с традиционным субтрактивным FMS. Общее — цифровые аспекты: подготовка файлов деталей и приспособлений, интеграция с ERP для планирования приоритетов и учета материалов, связь с контроллером FMS, управляющим выбором, мониторингом, анализом и изменением условий.

Отличия гибридного FMS кроются в основном в манипулировании деталями. Например, в субтрактивных ячейках часто есть паллетоукладчик с краном. В гибридной системе устройство манипулирования верхнего уровня — промышленный робот. Роботы с выделенными пальцами/захватами перемещают сначала строительную пластину, а после снятия детали — отдельную деталь от станка к станку.

Мы предвидим процессы, необходимые для включения в будущие гибридные FMS, и другие — интересные и потенциально полезные. Всё зависит от семейства приложений и мотивации компании стать максимально автоматизированной, часто называя главную неизвестность — доступность квалифицированных кадров в будущем — как один из ведущих драйверов автоматизации.

Необходимые функции включают: всю подготовку данных деталей (выше); распаковку (удаление детали из порошка + переработка порошка); удаление опорных структур и строительных пластин; термическую обработку/снятие напряжений; финишную обработку поверхности (например, шарирование).

Если деталь критическая, опциональные функции для интеграции могут включать все мероприятия по качеству порошкового материала: отбор, сушка, просеивание, заполнение бункера принтера, утилизация порошка. Первичный контроль качества — на готовой детали, затем она готова к транспортировке на сборку (которая также может быть автоматизирована downstream).

Гибридное приложение готово сейчас

Лопасти авиационных турбин — ключевое гибридное приложение, готовое к автоматизации прямо сейчас. Лопасть вырабатывается слой за слоем методом прямой лазерной синтеризации металла (DMLS). Порошок — инконель, никель-хромовый сверхсплав для авиационных двигателей. В этом случае деталь перемещается на платформе от аддитивного станка к последующим станциям. Опорные структуры печати автоматически отрезаются, лопасть распаковывается и отделяется от строительной платформы роботом.

Отделенная лопасть проходит вторичные операции автоматически с использованием ряда финишных инструментов. Даже пальцы робота 3D-печатаются из алюминиевого порошка — оптимальное соотношение вес/жесткость. 3D-печатанные вставки пальцев и приспособление для детали точно соответствуют сложной геометрии «fir-tree» (ёлочка) для надежного хвата.

Мы видим полную автоматизацию гибридного процесса на горизонте. Внедрение FMS для гибридного производства дает преимущества: сокращение лид-таймов, отказ от сложной оснастки, высокая стабильность и предсказуемость производственного потока — 24/7.