ĐẨY NHANH QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT BỒI ĐẮP CÔNG NGHIỆP

Sản xuất bồi đắp AM và in 3D nắm bắt trí tưởng tượng của các kỹ sư không kể tuổi tác, kinh nghiệm và lĩnh vực. Mặc dù về tổng thể, đó là chất lượng đáng mong muốn với bất kỳ công nghệ mới nào nhưng nó có thể là con dao hai lưỡi khiến con người kỳ vọng về khả năng của công nghệ. AM đôi khi được coi là sự thay thế cho tất cả các ngành sản xuất truyền thống. Nó mang đến các kỹ thuật phát triển mang tính sáng tạo và ngày càng thiết yếu. Để tìm hiểu sâu hơn về cách áp dụng sản xuất bồi đắp công nghiệp đang ngày càng phổ biến hơn, Ashley Eckhoff – một trong những chuyên gia của Siemens về in 3D – đã có một bài viết tuyệt vời trên PhotonicsViews.

Những động lực thúc đẩy áp dụng ngành công nghiệp này bao gồm hiệu suất sản xuất chi tiết lớn hơn, phương pháp tiếp cận học tập dần dần và môi trường mô phỏng toàn diện để thu nhận kiến ​​thức. Những lợi ích đạt được từ thiết kế, lập kế hoạch và sản xuất. Bằng việc tiếp tục đầu tư, các quy trình làm việc ngày càng trở nên tự động hóa cho phép nhân viên đóng góp nhiều hơn vào hiệu suất của chi tiết.

Hiệu suất chi tiết được sản xuất bồi đắp

Khi làm việc với in 3D, khả năng sản xuất các bộ phận được tối ưu hóa cấu trúc liên kết mà không cần đơn giản hóa các kỹ thuật truyền thống thường được yêu cầu. Giờ đây, các kỹ sư có thể khai thác từng ounce hiệu suất cuối cùng với đủ hiểu biết về các quy trình đang diễn ra. Điều đó có thể xảy ra thông qua các bộ phận có trọng lượng nhẹ bằng cách loại bỏ các khu vực không cần thiết của hình dạng ban đầu hoặc lấp đầy chi tiết bằng mạng tinh thể thay vì vật liệu rắn. Tối ưu hóa flow-based là một lĩnh vực khác đang được sử dụng ngày càng nhiều; cung cấp các đặc tính dòng chảy hiệu quả hơn bằng cách định hình các chi tiết với tính vật lý của hệ thống. Điều này cũng có thể được sử dụng để đo trọng lượng nhẹ, phổ biến nhất là trong xe điện (EV) khi mỗi ounce chuyển thành phạm vi và độ tin cậy của pin. Nhưng trong hầu hết các trường hợp, hiệu suất của một chi tiết nhất định cần phải được cân bằng với các đặc điểm khác như khả năng sản xuất, tổng chi phí và sức bền của chi tiết giúp cho hiểu biết về hệ thống trở thành điểm quan trọng để phát triển.

Các dự án sản xuất nhỏ

Về phía sản xuất và lập kế hoạch AM, điều quan trọng là phải hiểu kiến ​​thức về quy trình sản xuất AM. Mặc dù các công cụ AM ngày càng trở nên trực quan hơn, không cần nắm vững kiến thức mà vẫn có thể áp dụng vào các thiết kế phức tạp, nhưng điều này dễ khiến cho chi tiết bị biến dạng quá mức thậm chí có thể làm hỏng máy móc. Để xây dựng sự hiểu biết về quy trình sản xuất AM, một số công ty chọn thử nghiệm bằng cách sản xuất đồ gá và thiết bị hỗ trợ sản xuất tùy chỉnh trước khi chuyển sang in trực tiếp. Đây là một cách tiếp cận tuyệt vời để học tập vì 2 lý do chính, thứ nhất là các chi tiết phụ này thường dễ tạo mô hình và in 3D hơn nhiều so với các chi tiết đầy đủ. Có những mô hình phải làm lại do sai sót, điều này có thể được giảm bớt khi tiếp tục sử dụng sản xuất bồi đắp. Thứ hai, đó là một quy trình thứ cấp và các hoạt động thông thường tại xưởng sản xuất về cơ bản có thể tiếp tục vận hành như bình thường, giúp doanh nghiệp giảm đầu tư trả trước cho công nghệ mà vẫn tích lũy được kinh nghiệm.

Mô phỏng sớm

Đối với tất cả các trường hợp mà kiến ​​thức chuyên môn ban đầu không chính xác, không khả thi hoặc quá tốn thời gian thì mô phỏng là một công cụ tuyệt vời để lấp đầy những lỗ hổng của sự phát triển AM. Trong AM, điều này có thể xảy ra trong suốt quá trình phát triển, tối ưu hóa cấu trúc liên kết để cải thiện hiệu suất dựa vào việc mô phỏng các chi tiết trong khâu cuối cùng, một số thiết kế có thể được tạo thủ công nhưng việc mở rộng sức mạnh tính toán tạo ra nhiều lần lặp hơn cùng với các phương pháp kỹ thuật truyền thống. Điều này cũng có thể nói đến trong việc lập kế hoạch sản xuất. Một phần kinh nghiệm thu được thông qua các dự án nhỏ hơn là hiểu tác động của định hướng trong máy in. Những thay đổi nhẹ có thể ảnh hưởng đến độ bền của linh kiện hoặc gây ra hiện tượng quá nhiệt dẫn đến biến dạng. Mô phỏng loại bỏ sự biến đổi này ra khỏi phương trình bằng cách thử nghiệm các tùy chọn khác nhau trước khi máy in được bật lên. Và đối với bất kỳ thay đổi nào trong quy trình, từ vật liệu in, máy đang được sử dụng hay thậm chí là phiên bản firmware trên máy in, đều cần phải tìm hiểu lại nhiều kiến ​​thức. Tất cả những điều này làm cho mô phỏng trở thành một phần quan trọng của quá trình phát triển AM nên bắt đầu càng sớm càng tốt.

Tăng tốc sản xuất bồi đắp công nghiệp

Sản xuất bồi đắp là một công nghệ đầy tiềm năng và mang tính cách mạng cho tương lai của ngành sản xuất, nhưng việc khai thác các khả năng đòi hỏi phải có tầm nhìn trước. Đôi khi điều đó xuất hiện dưới dạng lập kế hoạch thiết kế hoặc là từ mô phỏng quy trình. Bất kể bạn bắt đầu triển khai AM bằng cách nào, điều quan trọng là phải hiểu lý do tại sao bạn đang sử dụng, nó tạo ra lợi ích gì so với các phương pháp khác và cách tối đa hóa tiềm năng của nó bằng cách sử dụng các công cụ tốt nhất mà bạn có sẵn. Để biết thêm thông tin về cách Siemens đang đẩy nhanh việc áp dụng sản xuất bồi đắp ở quy mô công nghiệp, hãy xem bài viết của Ashley Eckhoff trong PhotonicsViews.

Nguồn: Siemens

Leave a Reply

Your email address will not be published.