मैकेनिकल इंजीनियरिंग में एडिटिव टेक्नोलॉजीज और 3 डी स्कैनिंग: 7 सक्सेस स्टोरीज

3 डी प्रौद्योगिकियां तेजी से प्रमुख रूसी औद्योगिक प्रदर्शनियों का ध्यान केंद्रित कर रही हैं, जो अपने उत्पादन श्रृंखलाओं में अभिनव 3 डी समाधानों को लागू करने के लिए उद्यमों की इच्छा को दर्शाता है। इसलिए, Met-2018 प्रदर्शनी में, additive प्रौद्योगिकियों को पहली बार एक अलग साइट पर प्रस्तुत किया गया था; डिजिटल उत्पादन इनोप्रोम अंतर्राष्ट्रीय औद्योगिक प्रदर्शनी का मुख्य विषय बन गया है, जो जुलाई 2018 में येकातेरिनबर्ग में आयोजित किया गया था।

इंजीनियरिंग के लिए, रूसी अर्थव्यवस्था के प्रमुख क्षेत्रों में से एक के रूप में, नए उपकरणों के विकास और उन्नत समाधानों के आवेदन बेहद महत्वपूर्ण हैं। 3 डी तकनीक पूरी तरह से इन जरूरतों को पूरा करती है। सुधार करते हुए, वे बढ़ती दक्षता प्रदान करते हैं, जिससे उद्यमों को प्रक्रिया को कम करने और सरल बनाने और उत्पादन लागत का अनुकूलन करने की अनुमति मिलती है।

उदाहरण के लिए, 3 डी प्रिंटर पर एक प्रोटोटाइप बनाने में महीने नहीं बल्कि पारंपरिक उत्पादन में लगेंगे, लेकिन केवल कुछ घंटों में। डिज़ाइन को अंतिम रूप देने और बड़े पैमाने पर उत्पादन में उत्पाद को लॉन्च करने पर महत्वपूर्ण रूप से बचाया गया समय और, तदनुसार, पूरे प्रोजेक्ट की लागत कम हो जाती है। रिवर्स इंजीनियरिंग और ज्यामिति नियंत्रण के लिए 3 डी स्कैनर और सॉफ्टवेयर के उपयोग के लिए धन्यवाद, समय और धन औसत 1.5 गुना कम हो जाता है।

3 डी प्रिंटिंग के लाभ

• किसी भी जटिलता के ज्यामिति के साथ भागों का उत्पादन, जो पारंपरिक तरीकों की संभावनाओं को बहुत पीछे छोड़ देता है।
• सुपरथिन दीवारों, आंतरिक चैनलों और बायोनिक संरचनाओं के निर्माण के कारण सटीकता और शक्ति, साथ ही वजन में कमी जैसे उत्पाद मापदंडों का अनुकूलन।
• उत्पादन प्रक्रिया की लागत में तेजी और कमी: महंगे उपकरण का उपयोग करने की आवश्यकता नहीं है, और कुछ मामलों में, मशीनिंग।
• छोटे पैमाने पर और अनुकूलित उत्पादों के उत्पादन की लाभप्रदता में सुधार।
• डिजाइन जोखिम और त्रुटियों को कम करना, डिजाइन के बाद के चरणों में डिजाइन में बदलाव की संभावना के कारण।
• उच्च तकनीक सामग्री के उपयोग के माध्यम से उत्पाद के भौतिक और यांत्रिक गुणों का प्रबंधन।

3 डी प्रिंटिंग का उपयोग करके इंजीनियरिंग में हल किए गए कार्य

1. कार्यात्मक परीक्षण और प्रोटोटाइप।
2. उत्पादों के डिजाइन के परीक्षण के लिए तकनीकी प्रोटोटाइप का उत्पादन।
3. तकनीकी प्रयोगों को अंजाम देना।
4. एर्गोनॉमिक्स के लिए उत्पादों की जाँच करना।
5. कास्टिंग के लिए मास्टर मॉडल का निर्माण, जिसमें खोया मोम और जले हुए मॉडल शामिल हैं।
6. तेजी से टूलींग उत्पादन।
7. थर्माप्लास्टिक और हल्की सामग्री को ढालने के लिए मोल्ड्स के मोल्ड-बनाने वाले तत्वों का उत्पादन।
8. विभिन्न प्रकार की इकाइयों और विधानसभाओं के लिए कार्यात्मक भागों का उत्पादन।
9. जटिल संरचनाओं का निर्माण, जिनमें ठोस भी शामिल हैं, जो पहले कई तत्वों से इकट्ठे हुए थे।

इंजीनियरिंग कंपनियों के लिए 3 डी प्रिंटिंग तकनीक

• जमा (FDM)।
• पूर्ण रंग इंकजेट प्रिंटिंग (CJP)।
• मल्टी इंकजेट प्रिंटिंग (MJP)।
• लेजर स्टीरियोलिथोग्राफी (SLA)।
• चयनात्मक लेजर पिघलने (एसएलएम)।
• चयनात्मक लेजर सिंटरिंग (SLS)।

3 डी स्कैनिंग के लाभ

• उच्च गति स्कैनिंग उपकरण।
• वास्तविक उपयोग में सटीक माप।
• स्वचालित उत्पादन प्रणालियों में एकीकृत करने की क्षमता।
• आकार, जटिलता, सामग्री या रंग की परवाह किए बिना किसी भी वस्तु का मापन।
• काम में सरलता और सुविधा।

3 डी स्कैनर और विशेष सॉफ्टवेयर का उपयोग करके कार्य हल किया गया

1. रिवर्स इंजीनियरिंग (रिवर्स इंजीनियरिंग), समाप्त चित्र प्राप्त करना।
2. विनिर्माण प्रक्रिया में उत्पादों के मेट्रोलॉजिकल नियंत्रण, विश्लेषण पहनते हैं।
3. ज्यामिति का नियंत्रण, विरूपण और उत्पादों को नुकसान।
4. गुणवत्ता नियंत्रण ।
5. डिजिटल संग्रह।

7 सफलता की कहानियाँ

हाइड्रोलिक वाल्व ब्लॉक



अंतिम वाल्व ब्लॉक सीएडी फ़ाइल 3 डी प्रिंटिंग के लिए तैयार है

VTT और नूरमी सिलिंडर द्वारा विकसित नए हाइड्रोलिक वाल्व ब्लॉक का डिज़ाइन सेलेक्टिव लेजर मेल्टिंग (SLM) तकनीक का उपयोग करके अनुकूलित किया गया है, जो वजन, मात्रा और सामग्री को काफी हद तक बचा सकता है। नतीजतन, एक उत्पाद बनाया गया था जिसका वजन मूल मॉडल की तुलना में 66% कम है। अभिनव डिजाइन के लिए धन्यवाद, आंतरिक चैनलों के माध्यम से द्रव प्रवाह को अनुकूलित करना और रिसाव की समस्या को हल करना संभव था।

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गैस मिक्सर



एसएलएम तकनीक का उपयोग करके बनाई गई एक ऑल-मेटल मिक्सर की योजना। नीचे दाईं ओर: मूल 12-तत्व मॉडल

Jurec रैपिड प्रोटोटाइप सेंटर, SLM सॉल्यूशंस उपकरण का उपयोग करके, एक तरल-गैस मिक्सर को अपग्रेड करने के लिए एक परियोजना पूरी कर चुका है। प्रारंभ में, डिवाइस को 12 भागों से इकट्ठा किया गया था, जिसमें 3 बड़े तत्व शामिल थे - पहला और दूसरा निकला हुआ शरीर कनेक्शन और मिक्सर डालें। चयनात्मक लेजर पिघलने ने एकल शरीर बनाने के लिए संभव बना दिया, भागों की संख्या को 12 से घटाकर एक कर दिया। कई धातुओं और निकला हुआ किनारा कनेक्शन का उपयोग करने की आवश्यकता नहीं है: ऑल-मेटल मामले के अंदर, थ्रेड्स को बस काट दिया जाता है, ताकि मिक्सर का वजन 1.3 किलोग्राम से घटाकर 50 ग्राम हो जाए। उत्पादन का समय आधा हो गया था। अंत में, उत्पादन की वित्तीय लागत में 73% की कमी हुई।

धातु 3 डी प्रिंटिंग के अधिक व्यावहारिक उदाहरण हैं

ध्वनिक फाड़नेवाला



वाम: एक 3 डी प्रिंटर पर मुद्रित दो-भाग का मास्टर फॉर्म। सही: सिलिकॉन मोल्ड से तैयार भाग को निकालना।

OJSC कंसर्न ओकेनप्रीबोर OJSC (सेंट पीटर्सबर्ग) रूसी नौसेना के लिए संचार प्रणाली का निर्माण करता है, जिसमें बड़ी संख्या में छोटे तत्वों के साथ उपकरण शामिल हैं, उदाहरण के लिए, एक फाड़नेवाला - नए सोनार एंटीना के मुख्य घटकों में से एक। इंजेक्शन ढाला भागों के निर्माण में तेजी से प्रोटोटाइप के लिए, चिंता सीजेपी प्रौद्योगिकी पर काम कर रहे एक पेशेवर 3 डी प्रिंटर 3 डी सिस्टम प्रोजेट 660प्रो का उपयोग करती है। एक ढालना एक 3 डी प्रिंटर पर उगाया जाता है, जो तब सिलिकॉन से भर जाता है। किसी भी अन्य सामग्री को सिलिकॉन मोल्ड में डाला जा सकता है, इस मामले में पॉलीयुरेथेन। नतीजतन, कंपनी रूपों के लिए एक प्रकार का फॉर्म प्राप्त करती है - न केवल एक प्रोटोटाइप, बल्कि एक प्रोटोटाइप, उपयोग के लिए तैयार। मानक विधियों का उपयोग करके परियोजना के कार्यान्वयन में कई महीनों की आवश्यकता होगी, लेकिन 3 डी प्रिंटर के लिए धन्यवाद, एंटीना निर्माण का समय तीन सप्ताह तक कम हो गया था।

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गैस टर्बाइन इंजन घटक



3 डी मोम मॉडल और तैयार उत्पाद

अमेरिकी कंपनी टर्बाइन टेक्नोलॉजीज, लिमिटेड आंतरिक दहन इंजन का एक संशोधन विकसित किया गया है जिस पर उच्च दबाव टर्बाइन स्थापित किए गए हैं। कंपनी ने 3 डी सिस्टम प्रोजेट एमजेपी 3600 डब्ल्यू 3 डी प्रिंटर मोम मॉडल की 3 डी प्रिंटिंग के लिए खरीदा है और 3-4 दिनों के भीतर तैयार कास्टिंग प्राप्त करता है। वैक्स मॉडल अब 3 डी सीएडी मॉडल से सीधे बनाए जाते हैं, और टर्बाइन टेक्नोलॉजीज फाउंड्री गैस टरबाइन इंजन प्रोटोटाइप घटकों को अधिक सटीकता और कम लागत के साथ बनाती है।

निवेश कास्टिंग में 3 डी प्रिंटिंग के उपयोग के अधिक व्यावहारिक उदाहरण

विमान उद्योग के लिए घटक और घटक



क्विककास्ट तकनीक का उपयोग करते हुए फोटोपॉलिमर के साथ 3 डी प्रिंटिंग समय और पैसा बचाता है, क्योंकि यह महंगे उपकरण की आवश्यकता को समाप्त करता है

वैपेल उन फाउंड्री के लिए विनिर्माण समाधान विकसित करता है जो एयरोस्पेस और रक्षा उद्योगों से ऑर्डर पूरा करते हैं। स्टीरियोलिथोग्राफिक 3 डी प्रिंटर 3 डी सिस्टम प्रोएक्स 800 के लिए धन्यवाद, कंपनी मौलिक रूप से उत्पादन क्षमता बढ़ाने में सक्षम थी। प्रिंटर में फोटोपॉलीमर - क्विककास्ट के साथ एक विशेष प्रिंटिंग मोड है, जो भाग के पतले-दीवार वाले बाहरी आवरण को पुन: पेश करता है, और भाग के अंदर के voids एक जाल संरचना से भरे होते हैं। क्विककास्ट मॉडल पारंपरिक फाउंड्री मॉडल को प्रतिस्थापित करते हैं और महंगे उपकरण की आवश्यकता नहीं होती है। इस प्रकार, कंपनी ने फाउंड्री मॉडल की लागत में 95% की कमी की।

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पंप आवास की ज्यामिति को नियंत्रित करें



अस्तर ज्यामिति विचलन नक्शा

IQB टेक्नोलॉजीज ने एक परियोजना पूरी की जिसमें मशीनिंग के बाद पंप आवास का 3 डी स्कैन और कोटिंग की मोटाई को नियंत्रित करने के लिए अस्तर के साथ आवास का एक अलग 3 डी स्कैन शामिल था। पहले चरण में, उत्पाद को क्रेफ़ॉर्म हंडिस्कैन 700 हाथ से आयोजित 3 डी स्कैनर के साथ डिजिटल किया गया था, और फिर पंप आवरण का एक उच्च-पाली 3 डी मॉडल प्राप्त किया गया था। फिर विशेषज्ञों ने जियोमॉजिक कंट्रोल एक्स सॉफ्टवेयर में ज्यामिति विचलन का नियंत्रण किया । कोटिंग की सतह में पहचाने गए विचलन आवास पर अतिरिक्त दबाव बनाते हैं, इसलिए, इसके जीवन को कम करते हैं। परियोजना केवल 4 घंटे में पूरी हुई।

3 डी स्कैनर का उपयोग करके गुणवत्ता नियंत्रण के अधिक व्यावहारिक उदाहरण

हाइड्रोलिक टर्बाइन इम्पेलर रिवर्स इंजीनियरिंग



बाद के रिवर्स इंजीनियरिंग के लिए टरबाइन व्हील का 3 डी स्कैनिंग

भरोसेमंद उद्योग (वैंकूवर से फाउंड्री मॉडल और उपकरणों के निर्माता) ने रेडियल-अक्ष हाइड्रोलिक टरबाइन के प्ररित करनेवाला कास्टिंग के रिवर्स इंजीनियरिंग में सहायता करने के लिए 3 डी रेव्यू इंग के उद्यमी मैथ्यू पर्किवल से संपर्क किया। जियोमजिक डिजाइन एक्स रिवर्स इंजीनियरिंग प्रोग्राम आपको कुछ घंटों के भीतर जटिल आकार वाले मॉडल बनाने की अनुमति देता है जो पारंपरिक तकनीकों का उपयोग करने में कई सप्ताह लगते हैं। जियोमजिक डिजाइन एक्स के लिए धन्यवाद, रिवर्स इंजीनियरिंग समय 50% कम हो गया और निर्माण लागत 48% कम हो गई।

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निष्कर्ष

3 डी तकनीक की कुछ सीमाएँ हैं। यह उपकरण और सामग्री, और अपर्याप्त ज्ञान, और विशेषज्ञों की कमी, और पारंपरिक तकनीकी श्रृंखलाओं में एकीकरण के साथ कठिनाइयों की उच्च लागत है। योगात्मक विधियाँ आज शास्त्रीय तकनीकों को दबा या प्रतिस्थापित नहीं कर सकती हैं, लेकिन वे प्रोटोटाइप और लघु-स्तरीय उत्पादन के आर्थिक लाभों को साबित करती हैं और जटिल छोटे भागों के निर्माण में एकमात्र संभव समाधान बन जाती हैं। अंततः, त्रि-आयामी मुद्रण, स्कैनिंग और मॉडलिंग प्रौद्योगिकियों का उपयोग नए उत्पादों को तेजी से बाजार में लाने के लिए संभव बनाता है और इसलिए, इंजीनियरिंग उद्यमों की प्रतिस्पर्धात्मकता को बढ़ाता है।