Как настольное цифровое производство влияет на гидроабразивную резку

Sep 02, 2023

РИСУНОК 1. Настольное цифровое производство включает четыре основные технологии: обработка на станках с ЧПУ, 3D-печать, лазерная резка и гидроабразивная резка.

Сегодняшние производители листового металла по индивидуальному заказу слишком хорошо знакомы с «единичным». Покупателю может потребоваться одна или несколько штук для заказа в очень небольшом объеме или, возможно, только одна штука. Это может быть заказ на прототип, а когда дело доходит до прототипирования, время имеет решающее значение.

Прототипирование требует быстрых итераций. Дизайнеры тратят очень ограниченное время на важнейший процесс решения проблем: попытки, неудачи и улучшения. В прошлом это означало использование специальной команды профессиональных моделистов и машинистов с соответствующим большим и специализированным набором сложного оборудования, требующего квалифицированных операторов, которые, как правило, были отстранены от реальных задач проектирования и проектирования. В изготовлении по индивидуальному заказу эти операторы, вероятно, работали в отдельном участке прототипирования.

В качестве альтернативы производитель может отправить срочный заказ на прототип в производственный цех. Машины для изготовления листового металла стали более гибкими, чем раньше. Даже в этом случае сжатие прототипа или заказа небольшого количества по-прежнему нарушает поток производства.

Некоторые операции сейчас рассматривают третий вариант. В сам инженерный отдел завозят станки. Некоторые экспериментировали с 3D-принтерами, как пластиковыми, так и металлическими, что не позволяет инженерам-прототипистам использовать механический цех. Другие используют новую технологию резки профиля, которая позволяет инженерам самостоятельно вырезать профиль — без необходимости передавать запрос в цех прототипирования или производственный цех.

Настольная абразивная гидроабразивная резка — это один из растущих технологий так называемого настольного цифрового производства. Эта концепция открыла новые возможности для дизайнеров продуктов. Время, затрачиваемое на переход от первоначальной концепции дизайна к конечному продукту, больше не является таким препятствием, как раньше. Это прямой результат демократизации производства. Сегодня изготовление может происходить на производстве, в цехе прототипирования или в цехе всего в нескольких шагах от рабочего места инженера.

Практика настольного цифрового производства началась более десяти лет назад с настольных 3D-принтеров. Они отлично подходят для создания сложных деталей из различных пластиковых материалов. Затем появились настольные лазерные резаки, которые могут создавать точные 2D-детали из мягких, тонких материалов, таких как дерево и пластик, чего не могли достичь 3D-принтеры. Также стали популярными доступные фрезерные станки с ЧПУ, предлагающие возможность создавать сложные 3D-детали из металла.

Эти технологии дали инженерам возможность создавать прототипы деталей собственными силами. Однако один производственный процесс оставался неуловимым: цифровые инструменты, позволяющие изготавливать точные детали из листового или твердого материала, все еще были недоступны большинству инженеров. Однако недавно на рынке появились гидроабразивные резаки малого формата, позволяющие инженерам производить прецизионные детали из листового металла, углеродного волокна, стекла и резины.

Водоструйные аппараты разрезают массив материала, направляя воду сверхвысокого давления и абразивные частицы в сопло, распыляя суспензию на заготовку. Поскольку все материалы подвергаются эрозии и поскольку это процесс холодной резки, гидроабразивная резка позволяет производить точные детали прототипов с отличным качеством поверхности из многих материалов, с которыми не могут справиться 3D-принтеры, маломощные лазеры или станки с ЧПУ (см. рис. 1). .

Например, один из проектов нового промышленного оборудования предусматривал использование большого электродвигателя с ременной и шкивной передачей. В этом случае передаточное число между шкивами было критически важной конструктивной переменной, которая влияла на производительность устройства. Чтобы бороться с этим, команда разработчиков осознала проблему и разработала простое решение для тестирования и измерения улучшений, направленных на повышение эффективности конструкции.

Сначала инженеры создали CAD-чертежи для серии приводных шкивов разного размера, некоторые с большим количеством зубьев, некоторые с меньшим, чтобы затем можно было протестировать различные передаточные числа и определить тот, который имеет наибольшую эффективность. Вместо того, чтобы отправлять различные шкивы в механический цех и увеличивать связанные с этим задержки по времени и производственные затраты, инженеры проекта вырезают детали для тестовых шкивов самостоятельно на своем небольшом гидроабразивном станке (см. Рисунок 2).