3D spausdinimo technologija patobulina liejimo robotiką

3D spausdinimo technologija skatina inovacijas gaminant servo robotų dalis Įpurškimo liejimo mašinas

Pasaulinės pramonės atnaujinimų bangos metu, servo robotai, kaip pagrindinė automatizuotos gamybos įranga, tiesiogiai lemia visos gamybos linijos konkurencingumą dėl jų komponentų tikslumo, našumo ir pristatymo efektyvumo. Tačiau tradiciniai komponentų gamybos metodai (pvz., tikslus CNC apdirbimas ir liejimo formų įpurškimas) jau seniai susiduria su trimis pagrindiniais sunkumais: sunkumais kuriant sudėtingas konstrukcijas, didelėmis mažų partijų gamybos sąnaudomis ir ilgais pritaikymo ciklais. Dėl šių veiksnių sunku patenkinti dvigubus tarptautinių didmeninių klientų poreikius, susijusius su individualiais poreikiais, greitu reagavimu į rinką ir sąnaudų optimizavimu. Atsižvelgiant į tai, 3D spausdinimo technologija, pasižyminti unikaliais sluoksniuotos gamybos, veikimo be formų ir didelio pritaikymo privalumais, tampa pagrindiniu servo robotų dalių, skirtų liejimo mašinoms, gamybos inovacijų varikliu, transformuodama pramonę nuo projektavimo iki tiekimo grandinės.

I. Dizaino apribojimų laužymas: 3D spausdinimas atveria komponentų struktūrinę laisvę

Pagrindiniai servo komponentai Roboto rankaLiejimo mašinų (pvz., griebtuvų, transmisijos jungčių, kreipiančiųjų slydimų ir jutiklių laikiklių) konstrukcijoms dažnai reikia pusiausvyros tarp lengvo svorio ir didelio stiprumo. Be to, dėl erdvės apribojimų kai kuriems komponentams reikalingos sudėtingos vidinės ertmės, tuščiavidurės konstrukcijos arba specialios formos konstrukcijos. Šių reikalavimų beveik neįmanoma pasiekti naudojant tradicinius gamybos metodus arba jie reikalauja itin didelių formų kūrimo išlaidų. 3D spausdinimo technologija, naudodama adityvinės gamybos principą, gali tiesiogiai sluoksniuoti medžiagas sluoksnis po sluoksnio, remiantis skaitmeniniais modeliais, visiškai panaikindama tradicinio apdirbimo „atimties“ metodo apribojimus ir įgalindama „struktūra seka funkciją“ principą.

Pavyzdžiui, servo roboto rankenos griebtuvo rankena. Tradiciniai CNC apdirbti griebtuvai dažnai naudoja tvirtą konstrukciją, kad būtų užtikrintas tvirtumas. Tai ne tik padidina svorį (padidina servo variklio apkrovą ir sumažina veikimo tikslumą), bet ir reikalauja atskirų formų kūrimo skirtingų dydžių liejimo būdu pagamintų gaminių. Naudojant SLM (selektyvaus lazerinio lydymo) 3D spausdinimo technologiją, titano lydinio arba didelio stiprumo nailono medžiagos gali būti naudojamos siekiant sukurti lengvą konstrukciją su „tuščiaviduriu tinkleliu + lokalizuotais sutvirtinimo briaunomis“. Tai sumažina svorį daugiau nei 40 %, palyginti su tradicinėmis kietomis dalimis, sumažina servo variklio apkrovą 25 % ir pagerina veikimo reagavimo greitį 15 %. Be to, nereikalaujant formos kūrimo, tiesiog modifikuojant skaitmeninį modelį, galima per 24 valandas sukurti individualius griebtuvų dizainus su skirtingomis specifikacijomis, puikiai patenkinant įvairius tarptautinių didmeninių klientų poreikius mažomis partijomis.

Be to, 3D spausdinimas palaiko „integruotą dizainą“, sujungdamas struktūras, kurioms tradiciškai reikia kelių komponentų (pvz., jungiamojo guolio lizdo ir jutiklio laikiklio), į vieną spausdintą dalį. Tai sumažina surinkimo klaidas (surinkimo tikslumą galima pagerinti nuo tradicinio 0,1 mm iki 0,05 mm), sumažina gedimų, atsirandančių dėl atsilaisvinusių jungčių, riziką ir 30 % padidina servo roboto rankos vidutinį gedimų laiką (MTBF).

II. Gamybos logikos restruktūrizavimas: nuo „masinės gamybos“ iki „gamybos pagal poreikį“, siekiant dvigubo proveržio sąnaudų mažinimo ir efektyvumo didinimo srityse

Didmeniniams klientams komponentų sąnaudų kontrolė ir pristatymo ciklas yra pagrindiniai veiksniai, į kuriuos reikia atsižvelgti priimant sprendimus dėl pirkimo. Pagal tradicinį gamybos modelį, nestandartinių komponentų (pvz., kreipiančiųjų bėgelių su specialiomis eigomis arba jungiamųjų flanšų, pritaikytų konkretiems liejimo mašinų modeliams) pritaikymas reikalauja 4–8 savaičių formų projektavimo, formų gamybos, bandomosios gamybos ir masinės gamybos proceso. Formų kaina gali siekti dešimtis tūkstančių juanių, todėl mažų partijų pritaikymo vieneto kaina yra didelė. 3D spausdinimo technologija, panaikindama formas, visiškai pertvarkė komponentų gamybos logiką, pasiekdama dvigubą proveržį optimizuojant mažų partijų pritaikymo išlaidas ir sutrumpinant pristatymo ciklus.

1. Sąnaudų optimizavimas: „sąnaudų efektyvumo revoliucija“ mažų partijų gamyboje

Pavyzdžiui, paimkime servo roboto transmisijos krumpliaračius (medžiaga: inžinerinis plastikas POM). Jei klientui reikia 50 krumpliaračių su nestandartiniu moduliu:

Tradicinis modelis: liejimo formos sukūrimas kainuoja apie 30 000 juanių, o apdirbimo išlaidos vienam vienetui yra apie 200 juanių. Bendra kaina = 30 000 juanių + 50 × 200 = 40 000 juanių.

3D spausdinimo (FDM) technologija: nereikia jokios formos. Skaitmeninio modelio kūrimas kainuoja apie 500 juanių, o spausdinimo kaina vienam vienetui yra apie 180 juanių. Bendra kaina = 500 + 50 × 180 = 9 500 juanių.

Tai tiesiogiai sumažina išlaidas 76 %. 3D spausdinimo sąnaudų pranašumas tampa ryškesnis, kai partijų dydžiai mažesni (pvz., 10–20 vienetų). (Tradicinis modeliavimas apima didesnį liejimo formos sąnaudų paskirstymą.) Metalinėms dalims (pvz., servo variklių jungiamiesiems velenams) naudojama SLM 3D spausdinimo technologija. Nors vienos dalies kaina yra šiek tiek didesnė nei tradicinio CNC apdirbimo (maždaug 10–15 %), ji pašalina liejimo formos kūrimo etapą ir padidina medžiagų panaudojimą nuo 60 % tradicinio apdirbimo metu iki daugiau nei 95 % (3D spausdinimas naudoja tik liejimui reikalingą medžiagą, pašalinant atliekas). Šis bendras sąnaudų pranašumas išlieka konkurencingas mažoms partijoms (iki 100 vienetų), todėl jis ypač tinka bandomiesiems gamybos užsakymams arba skubiems papildymo užsakymams iš tarptautinių klientų.

2. Greitesnis pristatymas: atsakymo laikas – nuo ​​savaičių iki dienų

Tradicinius komponentų gamybos terminus daugiausia riboja formų kūrimas (2–4 savaitės) ir apdirbimo grafikai (1–2 savaitės). Net standartinių dalių pristatymas gali vėluoti dėl nepakankamo tiekimo grandinės atsargų kiekio. 3D spausdinimo technologija supaprastina komponentų gamybos procesą iki trijų etapų: skaitmeninis modeliavimas – spausdinimo gamyba – papildomas apdorojimas. Pašalinus formų ir sudėtingos apdorojimo įrangos poreikį, pristatymo ciklus galima sutrumpinti iki penktadalio ar trečdalio tradicinių metodų.

Pavyzdžiui, vienam Europos didmeniniam klientui skubiai reikėjo pakeisti liejimo mašinos servo roboto rankos „kreipiamąją slydimo dalį“ (nestandartinės specifikacijos). Tradicinis tiekėjas nurodė keturių savaičių pristatymo terminą. Tačiau naudojant 3D spausdinimo technologiją buvo pasiekta:

Skaitmeninio modelio patvirtinimas: 1 diena (klientas pateikė brėžinius, o inžinieriai modelio optimizavimą atliko per 24 valandas);

Spaudos gamyba: 2 dienos (naudojant SLA šviesoje kietėjimo technologiją, spausdinant 10 detalių vienu metu);

Tolesnis apdorojimas (poliravimas, tikslus kalibravimas): 1 diena;

Galutinis pristatymo laikas: 4 dienos, t. y. 87,5 % trumpesnis, palyginti su tradiciniais metodais. Tai padėjo klientui išvengti gamybos linijos prastovų ir žymiai pagerino klientų pasitenkinimą.

III. Tiekimo grandinės atsparumo stiprinimas: 3D spausdinimas skatina „paskirstytos gamybos“ įgyvendinimą

Tarptautinių didmeninių klientų tiekimo grandinės dažnai susiduria su tokiais iššūkiais kaip ilgi tarpvalstybinės logistikos ciklai, dideli tarifai ir geopolitinė rizika. Tradicinės dalys turi būti gabenamos dideliais kiekiais iš gamybos bazių į klientų šalis, o tai sudaro ne tik 15–20 % logistikos sąnaudų, bet ir yra jautri tokiems veiksniams kaip uostų perkrovos ir prekybos politikos svyravimai, dėl kurių pristatymas tampa nestabilus. 3D spausdinimo technologija, palaikanti paskirstytos gamybos modelį, apjungiantį „skaitmeninį failų perdavimą ir lokalizuotą spausdinimą“, siūlo naują sprendimą šiems probleminiams klausimams spręsti.

Tiksliau sakant, klientams nebereikia pirkti fizinių dalių. Vietoj to, jie tiesiog gauna iš mūsų optimizuotus 3D spausdinamus skaitmeninius modelių failus ir juos tiesiogiai pagamins mūsų partnerių 3D spausdinimo įmonėje jų šalyje (arba mūsų įgaliotame vietiniame spausdinimo centre). Tai leidžia „gamybą laiku ir pristatymą vietoje“:

Logistikos išlaidos: sumažintos nuo tradicinių 15–20 % iki praktiškai nulio (reikia tik skaitmeninio failų perdavimo);

Pristatymo laikas: sutrumpintas nuo 2–4 savaičių tarpvalstybiniam siuntimui iki 1–3 dienų vietinei gamybai;

Atsargų spaudimas: klientams nebereikia kaupti didelių kiekių detalių; jie gali „spausdinti pagal poreikį“, atsižvelgdami į faktinius poreikius, taip sumažindami suvaržytą kapitalą (atsargų sąnaudos gali sumažėti daugiau nei 60 %). Pavyzdžiui, kai Pietryčių Azijos didmeniniam klientui pateikėme skaitmeninį 3D spausdinimo sprendimą „servo roboto rankos jutiklio laikikliui“, klientas, per vietinę partnerių 3D spausdinimo gamyklą, įgyvendino gamybą ir pristatymą per dvi dienas nuo užsakymo patvirtinimo. Tai pagerino pristatymo efektyvumą 80 %, palyginti su tradiciniais daugiatautiniais tiekimo grandinės modeliais. Tai taip pat leido išvengti didelių tarifų Pietryčių Azijoje (tradiciniai komponentų importo tarifai yra maždaug 10–15 %) ir uostų perkrovos rizikos, o tai žymiai padidino tiekimo grandinės stabilumą.

IV. Praktinis atvejo tyrimas: kaip 3D spausdintos dalys didina servo robotų konkurencingumą rinkoje

Tarptautinis liejimo įrangos didmenininkas (daugiausia aptarnaujantis Europos ir Pietų Amerikos rinkas) susidūrė su dviem pagrindiniais iššūkiais: pirma, tradiciniams tiekėjams buvo sunku greitai reaguoti į daugybę klientų poreikių dėl individualiai pritaikytų servo robotų (pvz., dulkių nekaupiančių griebtuvų medicininiams liejimo gaminiams ir aukštai temperatūrai atsparių transmisijinių jungčių automobilių dalims); antra, didelė mažų partijų užsakymų vieneto kaina lėmė nekonkurencingas kainas regioninėje rinkoje.

Bendradarbiaujant su mumis kuriant 3D spausdintų detalių sprendimą, pasiekti konkretūs patobulinimai buvo tokie:

Pritaikymo greitis: Medicinos klientams, kuriems reikalingi be dulkių griebtuvai, pristatymo laikas buvo sutrumpintas nuo tradicinių keturių savaičių iki trijų dienų, todėl klientų užsakymų konversijos rodikliai padidėjo 40 %;

Sąnaudų kontrolė: vidutinė vieneto kaina, pagaminta pagal užsakymą mažoms partijoms (iki 50 vienetų), buvo sumažinta 65 %, todėl bendrovė galėjo pasiūlyti 15–20 % mažiau nei konkurentai Pietų Amerikos rinkoje ir padidinti savo rinkos dalį 25 %;

Produkto charakteristikos: Naudojant 3D spausdinimą, atspausdinta aukštai temperatūrai atspari transmisijos jungtis (medžiaga: PEKK) pasižymi padidintu temperatūros atsparumo diapazonu nuo tradicinės 120 °C iki 260 °C, todėl ji tinka aukštos temperatūros liejimo reikmėms (pvz., inžinerinių plastikų ABS ir PC liejimui), o produkto taikymo sritis išplečiama 50 %.

Šis atvejis rodo, kad 3D spausdinimo technologija yra ne tik technologinė inovacija komponentų gamyboje, bet ir strateginė priemonė tarptautiniams didmeniniams klientams, siekiant padidinti jų konkurencingumą rinkoje ir optimizuoti tiekimo grandines.

V. Gilus 3D spausdinimo ir liejimo mašinų servo robotų dalių gamybos integravimas

Nuolat tobulėjant 3D spausdinimo medžiagų technologijoms (pvz., didelio stiprumo metalo milteliams ir dilimui atspariems inžineriniams plastikams) ir įrangos tikslumui, 3D spausdinimo taikymas gamyboje... liejimo mašinos servo robotas dalys ateityje bus dar labiau išplėtotos:
Medžiagų proveržis: nauja keramikos pagrindu sukurta kompozicinė 3D spausdinimo technologija leis gaminti detales, pasižyminčias „itin aukšta temperatūra ir dideliu kietumu“, tinkamas didesnio tikslumo liejimo įpurškimu scenarijams (pvz., mikroelektroninių komponentų liejimas įpurškimu);
Pažangi gamyba: 3D spausdinimo sistemos, integruotos su dirbtinio intelekto technologija, gali automatiškai optimizuoti komponentų konstrukcinį projektavimą (pvz., koreguoti briaunų pasiskirstymą pagal įtempių analizę), dar labiau pagerindamos gaminio našumą ir medžiagų panaudojimą;
Visos grandinės skaitmeninimas: skaitmeninis viso proceso valdymas – nuo ​​„klientų poreikių, skaitmeninio modeliavimo, 3D spausdinimo, kokybės patikrinimo, pristatymo“ – užtikrins komponentų gamybos „atsekamumą, optimizavimą ir pakartojamumą“, suteikdamas tarptautiniams didmeniniams klientams stabilesnes ir efektyvesnes tiekimo grandinės paslaugas.

Išvada: 3D spausdinimo galimybių išnaudojimas siekiant laimėti pasaulinėje liejimo automatizavimo rinkoje

Liejimo mašinų servo robotų pramonei tobulėjant siekiant didelio tikslumo, lankstumo ir ekonomiškumo, 3D spausdinimo technologija nebėra tik pasirenkama inovacija, o būtinas konkurencinis ginklas. Didmeniniams klientams partnerio, turinčio 3D spausdintų detalių gamybos pajėgumus, pasirinkimas reiškia trumpesnį gamybos laiką, mažesnes pritaikymo išlaidas, lankstesnę tiekimo grandinę ir konkurencingesnius produktų sprendimus.

Turėdama daugiau nei dešimties metų patirtį liejimo mašinų servo robotų srityje, „ZHIYI“ įkūrė 3D spausdinimo detalių gamybos centrą, apimantį įvairias technologijų kryptis, įskaitant FDM/SLA/SLM. Šis centras teikia išsamias paslaugas – nuo ​​skaitmeninio modelio optimizavimo ir medžiagų parinkimo iki masinės gamybos. Jis palaiko detalių, pagamintų iš įvairių medžiagų, įskaitant metalus (titano lydinius, nerūdijantį plieną ir aliuminio lydinius) ir inžinerinius plastikus (PA12, PEKK ir POM), pritaikymą ir didmeninę prekybą. Nesvarbu, ar jums reikia nedidelių pritaikytų nestandartinių detalių partijų, ar norite optimizuoti esamos tiekimo grandinės pristatymo efektyvumą, mes galime pasiūlyti jums tinkamus 3D spausdinimo sprendimus ir bendradarbiauti, kad atvertume naujus „mėlynuosius vandenynus“ pasaulinėje liejimo automatizavimo rinkoje.

#Roboto ranka#Mechaninė ranka#Pramoninis robotas#CNC roboto ranka#Robotai liejimo mašinoms#CNC robotas#Robotas Mašinų Robotas#Robotinės rankos automatizavimas