Ключевые аспекты производства ответственных деталей

Критические части или компоненты — это те, которые в случае их отказа или повреждения могут катастрофически повлиять на производительность их приложений или поставить под угрозу безопасность конечного пользователя. Из-за этого критически важные детали часто подпадают под действие строгих нормативных стандартов, а в некоторых отраслях действуют рыночные требования, призванные обеспечить оптимальную работу устройств и приложений, а также максимальную безопасность пользователя или потребителя.

Примером критически важных деталей является наземное вспомогательное оборудование в аэрокосмической отрасли. Это детали, которые используются для поддержки движения и обслуживания самолетов на земле. Наземное вспомогательное оборудование напрямую взаимодействует с критически важными для полета компонентами, что подчеркивает потребность в наземном вспомогательном оборудовании, отвечающем строгим отраслевым нормам по механике и безопасности. При правильном проектировании и изготовлении технические специалисты могут безопасно и уверенно использовать эти детали в полевых условиях, будучи уверенными в присущей им надежности.

Ожидается, что производители критически важных деталей будут постоянно создавать невероятно точные детали, соответствующие отраслевым нормам, что часто связано с высокими производственными затратами и длительными сроками изготовления.

Однако развитие технологии аддитивного производства начало менять подход инженеров к проектированию и производству критически важных деталей. Существует ряд факторов, влияющих на создание практичных, высококачественных критически важных деталей, и в этой статье будут затронуты три из них:технический дизайн, производственный процесс и материалы.

Соображения по дизайну продукта

Чтобы оптимизировать конструкцию критически важных деталей и компонентов, необходимо учитывать несколько факторов. К ним относятся отрасль, приложение и среда, в которой будет использоваться деталь; возможность предсказуемого неправомерного использования; а также обучение и ожидания конечного пользователя.

Во-первых, знание отрасли и варианта использования позволяет разработчикам продуктов подготовиться к конкретным требованиям. Медицинская промышленность, например, придерживается строгих требований к использованию критически важных деталей и жизнеспособных материалов, позволяющих создавать эти детали. Другие физические и химические соображения включают уровень влагостойкости и возможность стерилизации деталей определенными химическими веществами.

Познакомившись с отраслью и с тем, как продукт будет работать в предполагаемой среде, инженеры получат лучшее представление о том, как оптимизировать конструкцию детали.

Это распространяется на нагрузки и давления, которые должны выдерживать детали, а также на то, как часто эти нагрузки будут применяться. Если есть вероятность того, что деталь может выйти из строя, инженеры также должны учитывать жизненный цикл детали, чтобы адаптировать свои решения для соответствия требованиям.

Конечные пользователи — еще один ключевой фактор. Потребительские товары, например, обычно требуют более интуитивно понятного дизайна, чем те, которые предназначены для обученного персонала. Знание конечного использования позволяет инженерам проводить оценку рисков, чтобы определить, можно ли использовать деталь не по назначению, а также риски, связанные с прогнозируемым неправильным использованием.

Аспекты производственного процесса

Распространенный миф об аддитивном производстве заключается в том, что оно подходит только для прототипирования, а не для изготовления жизнеспособных производственных деталей. Однако во многих случаях аддитивные методы представляют собой лучший вариант, когда речь идет об изготовлении ответственных деталей, поскольку они позволяют инженерам создавать детали проще и эффективнее, чем традиционные методы.

Возьмем, к примеру, медицинскую область микрофлюидики, которая включает в себя забор тканей и крови, дозирование фармацевтических препаратов или дозирование небольших количеств жидкости. Этот сектор опирается на компоненты, которые обеспечивают такие виды перекачки жидкости, которые, как правило, не могут быть созданы с помощью обычных способов производства.

Эти продукты часто изготавливаются с помощью аддитивного производства, поскольку альтернативой является сложный и дорогостоящий процесс изготовления инструментов, в котором используется литье под давлением и микролитье под давлением. В обоих случаях могут потребоваться недели или месяцы, чтобы добиться того, что аддитивное производство может сделать за один день.

Аддитивное производство в подобных случаях ускоряет циклы тестирования и значительно сокращает время выхода на рынок. Кроме того, в то время как затраты на инструменты для литья под давлением могут легко обойтись в сто тысяч долларов, методы аддитивного производства обещают более низкую цену - менее 100 долларов за единицу.

Многие критически важные приложения требуют работы с небольшими объемами и точными функциями. Пытаясь создать эти детали из пластика традиционными способами, инженеры должны обрабатывать их с предельной точностью или создавать формы, в которые будет впрыскиваться пластик, что увеличивает производственные затраты и удлиняет сроки.

С другой стороны, аддитивные методы позволяют производителям изготавливать важные детали без форм, поэтому им не нужно учитывать, как инструменты влияют на минимальный размер элемента, или проводить анализ течения формы.

Существенные соображения

Определение идеальных свойств критически важных деталей является ключом к определению того, какие материалы наиболее подходят для данного приложения. Детали, которые должны выдерживать высокие температуры, скорее всего, должны быть изготовлены из материалов, отличных от тех, которые требуют определенной степени гибкости или ударной прочности. Описывая конкретные напряжения, нагрузки или внешний вид, ожидаемые от детали, инженеры могут быстро определить материал или семейство материалов, из которых будет получена оптимальная деталь для применения.

Здесь также играет роль аддитивное производство. В то время как для большинства процессов 3D-печати традиционно требуются жесткие пластмассы, Carbon Digital Light Synthesis™ позволяет инженерам использовать более мягкие материалы, такие как эластомерный полиуретан или силикон, которые можно использовать для приложений, требующих физически податливых деталей, обеспечивающих демпфирование, амортизацию или уплотнение. характеристики.

Разработка критических деталей с помощью аддитивного производства

В конечном счете, критически важные детали и компоненты должны соответствовать двум ключевым требованиям:они должны работать в соответствии с требованиями их предполагаемых приложений, и если они со временем ухудшаются или выходят из строя, они должны делать это, не причиняя вреда пользователю.

Fast Radius работает на переднем крае инженерии для производства критически важных компонентов, которые напрямую влияют на безопасность потребителей. Наши клиенты знают и верят, что, работая с нами, мы предложим решения, которые позволят их бизнесу развиваться со скоростью, необходимой для экономики, при этом гарантируя детали непревзойденного качества, соответствующие важнейшим нормам.

Наша команда разработчиков также может проконсультировать по процессам проектирования и даже применить инновационные методы производства к устаревшим продуктам. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы приступить к следующему производственному циклу.