بحاجة إلى أداة الصحافة مكبس مخصصة

في الظروف العادية ، كان أولسون قد أمر بضغط مكابس مخصصة وموت. لن يكون هذا مشكلة بالنسبة إلى طلب كبير ، ولكن هذا الأمر يتطلب بضع مئات من الأجزاء فقط. لم يستطع حقًا تبرير أداة مخصصة.

أو هل يمكنه ذلك؟ لا يمكن أن تكون الأداة دقيقة من الفولاذ أداة ، من الواضح. لكن هل يجب أن تكون معدنية؟ يمكن أن يكون راتنجات أو بالحرارة؟ بعد كل شيء ، تم استخدام أدوات الفرامل الصحافة اليوريتان لسنوات لبعض التطبيقات الحرجة السطحية. لماذا لا يمكن طباعة أداة الفرملة المخصصة؟

إمكانات البلاستيك

عندما يرى مدير متجر التصنيع آلة طباعة ثلاثية الأبعاد ، قم بطباعة جزء بلاستيكي ، طبقة بطبقة ، وتعدد التطبيقات التي تتبادر إلى الذهن. ماذا عن لاعبا بوكا نير في التجمع؟ لاعبا اساسيا لعقد قطعة غريبة للتفتيش؟ ربما أصابع backgauge خاصة على الفرامل الصحافة لقياس هندستها الصعبة؟

كل هذه التطبيقات تتطلب تدبرها ، لكن المكونات المطبوعة لا تخضع لضغوط هائلة. ليس كذلك مع أداة ضغط المكبس ، بالطبع. وكما أوضحت المصادر ، فإن تطوير أداة مزودة بتقنية مضافة يتطلب أكثر من مجرد اختيار المادة والطباعة.

أحد الاعتبارات الكبيرة هو اختيار طريقة الطباعة. تتضمن إحدى الطرق الشائعة تصنيع الفتيل المُدمج (FFF) ، وهي عملية إضافة مادة مضافة تُعرف أيضًا تحت أسماء خاصة لنمذجة ترسيب الوهن (FDM من Stratasys) وغيرها. في هذه العملية ، يقوم رأس الطباعة بتخزين مادة ساخنة ، مثل طبقة لدنة بالحرارة.

تندرج طرق أخرى تحت فئة تسمى فوترة البويضات. في هذه العمليات ، يتفاعل الضوء مع حوض راتنج سائل ، ويتم تحويل المناطق المعرضة للراتنج إلى جزء صلب. إن العمليات مثل أجهزة الطباعة الحجرية (SLA) ، ومعالجة الضوء الرقمي (DLP) ، وتوليف الضوء الرقمي (DLS) ، كل عملية تقترب من العملية بطريقة مختلفة ، ولكنها تقع كلها في هذه الفئة.

ولسنوات ، استخدمت الشركة تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد في منتجاتها الخاصة. إذا رأيت مكوّن بلاستيكي على نظام لقط من ويلسون تم شراؤه مؤخرًا ، فهناك فرصة جيدة لأن يكون المكون مكونًا من طابعة ثلاثية الأبعاد في مصنع ويلسون. وقال روجرز: "لدينا الآن حوالي 25 جزءًا يتم تشغيلها من خلال عمليات مضافة ، ولدينا 80 جزءًا آخر من المقرر تشغيلها في عمليات مضافة في المستقبل القريب". ، ويمكن تغيير تصميم بعض الأحيان. الطباعة ببساطة يتخلص من تكاليف الأدوات بالحقن بالبلاستيك أو حقن البلاستيك. وقال روجرز: "إذا احتجنا إلى تغيير التصميم ، فلا داعي للقلق بشأن الأدوات". "كل ما يتطلبه الأمر هو ECR [طلب تغيير هندسي] ، ونحن مستعدون للذهاب".

مع طابعات ثلاثية الأبعاد داخليًا ، قام قسم Wilson’s R & amp؛ D بتجربة طويلة مع أجهزة التصوير والتجهيزات وعقد العمل. انتهت العديد من أحداث kaizen التابعة للشركة بطلب للحصول على نسخة مطبوعة من نوع معين. على مر السنين ، أجرى المهندسون تجارب ، حيث قاموا بطباعة أدوات مختلفة لمعرفة كيف سيصمدون تحت الضغط. خلال السنوات القليلة الماضية ، بدأت جهود R & amp؛ D بشكل جدي ، وأدى كل هذا الاختبار إلى إطلاق قسم الإضافات في الشركة في أكتوبر 2018.

يقدم القسم خدمتين: أدوات مكبس الصحافة المطبوعة ومكونات الدعم المطبوعة. إذا كان أحد المصنّعين ، على سبيل المثال ، يحتاج إلى أداة فرامل مطبوعة بالإضافة إلى عنصر دعم بلاستيكي ، مثل نموذج أولي أو تركيبات أو قالب لتجميع الصفائح المعدنية ، فيمكنه استخدام خدمات الطباعة ثلاثية الأبعاد الخاصة بـ Wilson لكل من تلك الاحتياجات.

يمكن أن تكون طباعة أداة ضغط المكابح أكثر تعقيدًا بكثير من طباعة مقياس go / no-go. "لقد جربنا العديد من التقنيات والمواد المضافة المختلفة" ، كما قال روجرز ، "لتحديد ما يمكن أن يكون أفضل من حيث أنه يتعلق بطول العمر ، والتوتر ، وجودة الجزء ، في تكوينات متنوعة. وبمرور الوقت ، قمنا بتضييق الخيارات ".

وانتهت الشركة بعملية واحدة تعتمد على الراتنج ، DLS ، وكذلك عملية البثق ، FDM. "لدينا المزيد من التقنيات التي تأتي داخليًا ، ولكن هذه هي التقنيتان الإضافيتان اللتان سنستخدمهما في طباعة الأدوات عند الإطلاق"

وأضاف روجرز أن الأدوات المخصصة ستكون متاحة من أجل انحناء الهواء من الصلب الكربوني مقاس 14 بوصة وأرق ، مع حدود حمولة مكافئة على أنواع مختلفة من المواد تبعاً لقوة الشد. وستكون الأدوات قادرة على ثني أطوالها 12 بوصة وأقل.

كما يتم استخدام مكونات المعادن والبوليمر معًا. على سبيل المثال ، قامت الشركة بطباعة أقسام الأدوات المخصصة ذات المسافات البادئة المعقدة المصممة لتشكيل أكثر من اثني عشر قوسًا صغيرًا في ضربة واحدة ، وقامت بتثبيت تلك الأجزاء على قواعد الأدوات المعدنية.

وكما وصف روجرز في مثال آخر ، "إذا كان لدينا ، على سبيل المثال ، لكمة معقوفة نحتاجها لعمل تطبيق ذو علامات منخفضة على السطح [مادة حساسة للسطح] ، يمكن أن يكون لدينا نهاية عمل الأداة عبارة عن مادة بوليمر ، لكن جسم العوامة سيكون صلبًا. "

ومن الأمور المحورية في هذا كله اختبار دورة حياة الشركة. وقد حلل روجرز وفريقه أداة تلغي ما يصل إلى 1000 دورة منحنى ، وتدقق في اختلاف جودة الأجزاء وخصائص تآكل الأدوات بين المنعطف الأول والأخير.

إذن ، كيف ترتدي هذه الأدوات المطبوعة؟ وتبين أنها ترتدي بنفس الطريقة التي تستخدم بها الأدوات الأرضية الدقيقة التقليدية في حالة انحناء الهواء. سوف ترتقي نقاط الاتصال الثلاثة - بما في ذلك نصف قطر الأكتاف وحافة القلم - أولاً. وقال روجرز: "عندما يحدث القاع والتقليب ، يحدث التآكل في أي مكان تنزلق فيه المادة [خلال دورة الانحناء]".

وتعتمد ما يمكن أن تبنيه الشركة على كمية الطلبيات من حيث صلتها بنقطة العائد للأداة المطبوعة وقوة الشد. تحديدهم لأداة محددة ، مطبوعة تتضمن اختبار وتحليل العناصر المحدودة.

يكون التحليل مهمًا بشكل خاص عند التعامل مع أشكال هندسية غير عادية - والتي تعد ، بالطبع ، سببًا كبيرًا لطلب أداة مكابح مخصصة في المقام الأول. ويتضمن ذلك أدوات متعددة الانحناء ، مثل أدوات الإزاحة وقناة القبعة ، التي تحقق انحناءات متعددة خلال ضربة واحدة.

وقال روجرز: "إذا قمنا بتشكيل صندوق من خمسة جوانب ، كل ذلك في ضربة واحدة ، إذا كنت تستخدم طباعة FDM ، فإن قوة الأداة ستكون أضعف في اتجاه واحد". "لذا ، نحتاج إلى التأكد من أننا نستخدم المواد المناسبة ، حتى نتمكن من تعويض هذه العوامل. أو يمكننا الانتقال إلى عملية الطباعة [DLS] ، والتي تميل إلى منحنا ترابطًا أفضل بين الطبقات. "

لا تعد الأداة المطبوعة ثلاثية الأبعاد لكل تطبيق ، بالطبع. وقال روجرز: "إذا قمنا بصناعة الفولاذ ، فمن الواضح أننا نستطيع بناءه لتلبية احتياجات مجموعة واسعة من التطبيقات". "ولكن عندما يتعلق الأمر بأداة مطبوعة ، يجب أن نكون أكثر انتقائية في ما نقوم به."

"إنها تتعلق بالقدرة على أخذ أداة قياسية والبحث عن تصنيعها بطريقة مختلفة ، وليس فقط لتحقيق أوقات أقصر للوقت" ، كما يقول Beaupre ، "ولكن أيضًا انظر إلى طرق لإنشاء نسخة الجيل القادم من الأداة. "

وأضاف روجرز أن الأدوات المطبوعة ليست بالضرورة للعمليات التي تحتاج إلى إنتاج أجزاء لتفاوتات أقل من + / - 0.010 بوصة - مثل التطبيقات في الصناعة النووية حيث يتم التحكم في خصائص مادة الشغل وعمليات الانحناء إلى الدرجة n. ولكن الأدوات المطبوعة يمكن أن تلبي احتياجات معظم مصممي الدقة الذين يحتاجون إلى الانحناء في غضون + 0.01-.

وأضاف روجرز أن الميزة الكبيرة تأتي في الوقت المحدد ، وهنا تستطيع الطباعة ثلاثية الأبعاد حل مشكلة منتشرة بين المصنّعين المخصصين. ينطوي طلب الاقتباس على العديد من الانحناءات - التي لا تتطلب التنقل - تتطلب أداة خاصة. يمكن للمحل الحصول على الوظيفة ، ولكن لن تكون الأداة متاحة لمدة تتراوح من 6 إلى 12 أسبوعًا ، وذلك وفقًا للمورد. لذلك بالنسبة إلى الجهة المصنعة ، من المحتمل أن يكون هذا الموقف غير مقنع. بدلا من ذلك ، يمكن لمتجر في غضون أيام تشغيل المهمة مع أداة مطبوعة. وعندما تزداد الوظائف شيئًا فشيئًا ، يمكن أن يطلب المتجر أداة مخصصة تم إنتاجها بشكل تقليدي.

وقال روجرز: "لقد قمنا بالفعل بطباعة بعض الأدوات لبعض المصنّعين ، والوظائف التي يبدو أنها أكثر منطقية تتضمن مسيرات صغيرة ، مثل 100 أو 250 قطعة". "تتيح لهم الأداة المطبوعة بدء تشغيل المهمة في غضون بضعة أيام."

تجميع المواد المضافة والصفائح المعدنية

كانت شركة Cincinnati Incorporated مشغلًا نشطًا في AM لبعض الوقت ، وليس باستخدام تقنيات إضافة المعادن ، ولكن بدلاً من ذلك بطابعات البثق مثل BAAM ، نظام تصنيع المساحات الكبيرة. إلقاء نظرة سريعة على BAAM من بعيد وحلفك أنه عبارة عن سرير تقطيع ليزر ، مكتمل برافعة جسرية ومنفاخ. اقترب أكثر ، وسترى الرافعة المتحركة تحرك رأس الطباعة ثلاثية الأبعاد ، ترسب البلاستيك بالحرارة لبناء أجزاء ضخمة ، طبقة بطبقة.

ولكن حتى قبل بدء مبادرة BAAM ، كان المهندسون داخل الشركة يتطلعون إلى شيء أصغر بكثير.

وقال مارك واتسون ، المتخصص في تسويق المنتجات في شركة "سينسيناتي إنك": "لقد بدأنا في استخدام أدوات الطباعة [اضغط على الفرامل] قبل أن تتوفر لدينا الطابعة الكبيرة. لم نكن حتى في أعمال الطباعة ثلاثية الأبعاد حتى الآن عندما بدأت اختبار 3 أدوات الطباعة -D. الأسئلة الكبيرة كانت ، ما نوع المتانة التي يمكن أن نخرجها من أداة مطبوعة ثلاثية الأبعاد ، وما نوع الدقة التي يمكننا الحصول عليها من جانبنا؟ كيف تقارن مع الأدوات الفولاذية؟ كان لدينا أدوات مطبوعة ثلاثية الأبعاد تتطابق مع هندسة الأدوات الفولاذية التي تعمل جنبًا إلى جنب في مكبس. وقمنا بتحليل إحصائي للأجزاء النهائية ".

قال واطسون: "لقد تأثرنا حقا". "كنا ننحني إلى ما يقرب من ثلث درجة مع الأداة الفولاذية ، وكنا في حدود نصف درجة أو أقل مع الأداة المطبوعة."

عندما خرجت الشركة بطابعة كبيرة الحجم الخاصة بها ، تم وضع مفهوم طباعة أداة الفرامل في الانتظار. بالمقارنة مع الطابعات ثلاثية الأبعاد الأصغر ، فإن نظام BAAM أودع حبة سميكة نسبيًا. كانت هندسة الأشكال هذه حاسمة لنجاح الماكينة عند بناء أجزاء كبيرة ، ولكنها لم تكن مناسبة لطباعة أداة ضغط المكابح.