Additive Manufacturing Automation

การผลิตแบบเติมวัสดุอัตโนมัติซ่อมแซมชิ้นส่วนที่มีราคาแพง

เมื่อเร็ว ๆ นี้ ในเวิร์คชอปเพื่อการปฏิรูป (Reform Workshop) ซึ่งเป็นส่วนของอีเวนต์เปิดบ้านปี 2022 ของ Chiron Group — ระบบอัตโนมัติของกระบวนการซ่อมแซม LMD ได้ขึ้นกลางเวที ตอนนี้เทคโนโลยีที่เป็นการค้นพบใหม่นี้หาได้ในสหราชอาณาจักรจาก Engineering Technology Group (ETG) และสำหรับบรรดาผู้ผลิตที่นำไปใช้ พวกเขาสามารถประหยัดเวลา ต้นทุนและ ปฏิบัติตัวอย่างยั่งยืนอย่างยิ่ง

การซ่อมแซมด้วย LMD อัตโนมัติของ cutting ring, ผลลัพธ์คือ — การใช้วัสดุน้อยลงอย่างมากและอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นสามเท่า (ที่มา: ETG )

ในแง่ของเศรษฐกิจและความยั่งยืนทางสิ่งแวดล้อม การร้องเรียกให้ซ่อมมากกว่าผลิตใหม่นั้นเป็นสิ่งที่ถูกต้องและเป็นการมองไปข้างหน้า เมื่อมาถึงการซ่อมแซมแม่พิมพ์และส่วนประกอบอื่น ๆ แทนการผลิตสิ่งใหม่ การเชื่อมพอกด้วยเลเซอร์ (LMD) เป็นเทคโนโลยีหลักที่ผ่านการพิสูจน์ — ด้วยศักยภาพที่เติบโตขึ้นสำหรับแอปพลิเคชันใหม่ ๆ

จริงๆ แล้วมันเหมือนกับการตัดเฉือน เพียงแต่ LMD ทำงานกลับข้างกัน แทนที่จะขจัดวัสดุออก LMD เติมวัสดุเข้าไป โดยใช้ผงโลหะหรือลวด หรือทั้งคู่รวมกัน สิ่งที่เป็นการป้อนและความลึกของรอยตัดสำหรับการตัดเฉือน เปลี่ยนเป็นอัตราการเติมและความหนาของชั้นสำหรับ LMD,  การตัดเฉือนหล่อเย็นชิ้นงานแต่ LMD ทำให้ชิ้นงานร้อนขึ้น แต่ไม่ว่าจะใช้วิธีไหน ส่วนประกอบต้องถูกผลิตด้วยคุณภาพที่ต้องการและมีประสิทธิผลต้นทุนพร้อมกับเกณฑ์เพิ่มเติมที่จะต้องมีประสิทธิภาพในการใช้พลังงานและประหยัดทรัพยากร

LMD เป็นตัวแทนที่เวิร์คชอปเพื่อการปฏิรูปของ Chiron Group ที่เมือง Tuttlingen ประเทศเยอรมันี  ที่ซึ่ง Cedric Bardenhagen, Key Account Manager ที่ Siemens AG ให้ภาพที่ชัดเจนมากของแรงจูงใจที่จะเผชิญความท้าทายนี้ในการบรรยายของเขา เขาหารือถึงล้อเฟืองที่ผลิตใหม่ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 500 มม. และน้ำหนัก 230 กก. ที่ต้องใช้เกือบ 2,000 กิโลวัตต์ / ชม. ตลอดห่วงโซ่การผลิต นั่นคือ 90 เปอร์เซ็นต์ของพลังงานสำหรับการผลิตเหล็กกล้าและการขึ้นรูปแม่พิมพ์ และที่เหลือสิบเปอร์เซ็นต์สำหรับการตัดเฉือนและการทำหลังกระบวนการ

โดยเปรียบเทียบกัน ล้อเฟืองที่ทำจากโลหะรีไซเคิล ‘ใช้เพียง’ 39 เปอร์เซ็นต์ของพลังงานการผลิต หากตอนนี้คุณซ่อมแซมล้อดังกล่าวด้วยกระบวนการ LMD อัตโนมัติ คุณต้องการเพียง 17 เปอร์เซ็นต์ของพลังงานสำหรับล้อใหม่ หรือ 42 เปอร์เซ็นต์ของล้อรีไซเคิล เพื่อที่จะทำให้กังหันลมทำงานด้วยส่วนประกอบเหล่านี้ กล่าวสั้น ๆ การซ่อมด้วยการผลิตแบบเติมวัสดุเป็นบวกอย่างมากสำหรับสมดุลภูมิอากาศ

วัสดุและการเชื่อม— นั่นคือวิทยาศาสตร์

เหล็กชุบโครเมียมทนความร้อน ใช้โดยทั่วไปสำหรับแม่พิมพ์และเครื่องมือ ความเค้นที่เครื่องมือขึ้นรูปได้รับสามารถผันแปรได้มหาศาล ไม่ว่าจะเป็นเครื่องมือขึ้นรูปสำหรับการผลิตเพลาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วยน้ำหนักตายที่ 250 ตัน หรือที่พันกรวยสำหรับการผลิตแหวนไร้รอยต่อ โหลดที่เกิดขึ้นแตกต่างกันโดยพื้นฐาน

สิ่งนี้ได้ถูกสาธิตอย่างน่าประทับใจโดย Dr. Michael Nolde สมาชิกของผู้บริหารของ Capilla Schweissinstrumente โดยใช้ตัวอย่างของโรงงานขึ้นรูปอัตโนมัติเต็มรูปแบบตั้งแต่ตีขึ้นรูปแผ่นวัสดุเปล่าจนถึงชิ้นส่วนสำเร็จ สิ่งที่สำคัญเมื่อผลิตเครื่องมือการผลิตใหม่และสำคัญสำหรับการซ่อมแซมเช่นกัน คือ วัสดุแตกออกและพื้นผิวเจาะที่สึกหรอ เพื่อที่จะทำให้แม่พิมพ์และเครื่องมือมีความทนทานต่อการสึกหรอมากขึ้นกระบวนการเชื่อมหลายกระบวนการและชั้นปกป้องของเหล็ก โลหะผสมโคบอลต์หรือนิกเกิลได้ถูกเติมลงไป ในแง่ของวัสดุและเทคโนโลยีกระบวนการนั้น เป็นวิทยาศาสตร์ในตัวเอง

นี้เป็นหนทางเดียวที่จะบรรลุซึ่งผลลัพธ์เป็นการขึ้นรูปและคุณภาพที่ดีพร้อมอายุการใช้งานยาวนาน ดีที่สุดคือ สิ่งที่ผ่านกระบวนการเหล่านี้ ชนะดายผลิตใหม่ที่ไม่ได้ผ่านกระบวนการเชื่อม การค้นพบนี้เป็นตัวแทนของความรู้ที่ขาดไม่ได้สำหรับการนำกระบวนการ LMD อัตโนมัติไปปฏิบัติอย่างประสบผลสำเร็จ



ระบบมัลติฟังก์ชัน สำหรับกระบวนการ LMD อัตโนมัติ

ทีมการผลิตแบบเติมวัสดุของ Chrion Group ใช้ความรู้ความชำนาญเฉพาะทางในคุณสมบัติวัสดุในกระบวนการเชื่อมเพื่อพัฒนา AM Cube ด้วยวัสดุที่หลากหลายมากที่มีในวันนี้ ความยืดหยุ่นของระบบเป็นหลักเกณฑ์ที่สำคัญสำหรับกระบวนการ LMD อัตโนมัติ ด้วยรูปทรงและโครงร่างจำนวนมาก และวัสดุที่ใช้ในทางปฏิบัติประจำวันมากมาย จึงสมเหตุสมผลที่ระบบสามารถเปลี่ยนได้อย่างรวดเร็วและง่ายดาย ผงโลหะเป็นวัสดุเชื่อมที่ชอบมากกว่าอย่างหนึ่ง และลวดเป็นอีกอย่างหนึ่ง — ผู้ใช้มีตัวเลือกทั้งหมด

Dominik Hipp หัวหน้าฝ่ายทำเครื่องมือที่ Hammerwerk Fridingen เป็นหนึ่งในผู้ใช้งานลักษณะดังกล่าวที่รับผิดชอบการผลิตของ die และเครื่องมือต่าง ๆ ด้วยน้ำหนักวัสดุที่ผลิตรายวันประมาณ 200 ตัน โดยร่วมกันกับ Chiron Group เขาทำงานหลายโครงการรวมถึงการซ่อมแซม cutting rings. “การเชื่อมอัตโนมัติบน AM Cube ตอบโจทย์ความต้องการคุณภาพของเราและเพิ่มอายุการใช้งานมากขึ้นถึง 2.5 ถึง 3 เท่า” Hipp รายงานในการนำเสนอของเขา ปัจจัยชี้ขาดในการซ่อมแซม LMD ที่เป็นอัตโนมัติยังมีความจริงอีกสิ่งหนึ่งคือ แทบไม่มีแรงงานมีฝีมือหลงเหลือสำหรับการเชื่อมด้วยมือ ตอนนี้มีกระบวนการอัตโนมัติแล้ว จึงมีความสำคัญที่จะแนะนำพนักงานถึงกระบวนการ LMD อัตโนมัติและทำให้พวกเขามีความกระตือรือร้นไปกับมัน

ข้อมูลเป็นทั้งหมด และสิ้นสุดทั้งหมด

Till Oeschger ผู้จัดการโครงการ AM Cube ที่ Chiron Group กล่าวว่า: “การควบคุมกระบวนการและความมีประสิทธิผลของข้อมูลเป็นสิ่งที่ต้องมีสำหรับโซลูชัน LMD อัตโนมัติ”

สิ่งที่ผู้เข้าร่วมเวิร์คชอปตระหนักจากการบรรยายคือ ความซับซ้อนของหัวข้อ ตั้งแต่ข้อกำหนดทางกายภาพ เคมี และเชิงกลสำหรับเครื่องมือและวัสดุเพื่อก่อตัวเชื่อมสำหรับโลหะผสมแบ่งเกรด ปัจจัยจำนวนมากมารวมกันและท้ายที่สุด พารามิเตอร์และข้อมูลต้องถูกใช้เพื่อสร้างส่วนประกอบที่ทำให้กระบวนการ LMD อัตโนมัติมีความปลอดภัยและทำซ้ำได้

ข้อมูลมีคุณค่าในหลายระดับ ด้วย Siemens NX CAM กระบวนการตัดเฉือนสามารถโปรแกรมได้อย่างสะดวกกับระบบและข้อมูลชิ้นงานที่จำลองไว้ล่วงหน้าด้วยความช่วยเหลือของคู่เสมือนดิจิทัล โปรแกรมที่ปรับให้เหมาะสมที่สุดและไม่มีข้อผิดพลาดสามารถโอนถ่าย 1:1 สู่ระบบ

ข้อมูลมีบทบาทสำคัญในระหว่างการตัดเฉือนเช่นกัน ข้อมูลกระบวนการที่เกี่ยวข้องทั้งหมดถูกบันทึกผ่านสองระบบดิจิทัลใหม่จาก Chiron Group, ผ่าน Dataline AM อนุญาตให้ข้อมูลกระบวนการที่เกี่ยวข้องทั้งหมดถูกแสดงผลสด บันทึกและจัดเก็บเอกสารอย่างต่อเนื่องในรายงานคุณภาพที่กระชับ ผลิตภัณฑ์และคุณภาพกระบวนการสามารถถูกประเมินอย่างเชื่อถือได้, ระบบ Visioline AM ทำให้มองเห็นและบันทึกไฟล์วีดีโอที่ถูกจับภาพโดยระบบกล้องหลายตัว เมื่อพารามิเตอร์และความคลาดเคลื่อนได้ถูกใส่ พวกมันถูกใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงและเมื่อมีเหตุการณ์ของความเบี่ยงเบนเกิดขึ้น คุณสามารถกระทำการแบบพุ่งเป้าได้ในทันที

อ้างอิง : https://www.etmm-online.com