Teknologi Aditif dan Pemindaian 3D dalam Teknik Mesin: 7 Kisah Sukses

Teknologi 3D semakin menjadi fokus pameran industri besar Rusia, yang mencerminkan keinginan perusahaan untuk mengimplementasikan solusi 3D yang inovatif dalam rantai produksi mereka. Jadi, pada pameran Metalworking-2018, teknologi aditif pertama kali dipresentasikan di situs terpisah; Produksi digital telah menjadi tema utama Pameran Industri Internasional Innoprom, yang diadakan pada Juli 2018 di Yekaterinburg.

Untuk teknik, sebagai salah satu sektor utama ekonomi Rusia, pengembangan peralatan baru dan penerapan solusi canggih sangat penting. Teknologi 3D sepenuhnya memenuhi kebutuhan ini. Peningkatan, mereka memberikan peningkatan efisiensi, memungkinkan perusahaan untuk mengurangi dan menyederhanakan proses dan mengoptimalkan biaya produksi.

Misalnya, membuat prototipe pada printer 3D tidak akan memakan waktu berbulan-bulan, seperti dalam produksi tradisional, tetapi hanya beberapa jam. Secara signifikan menghemat waktu yang dihabiskan untuk menyelesaikan desain dan meluncurkan produk dalam produksi massal, dan, dengan demikian, biaya seluruh proyek berkurang. Berkat penggunaan pemindai 3D dan perangkat lunak untuk rekayasa balik dan kontrol geometri, waktu dan uang berkurang rata-rata 1,5 kali.

Manfaat Pencetakan 3D

• Produksi bagian-bagian dengan geometri kompleksitas apa pun , yang jauh meninggalkan kemungkinan metode tradisional.
• Optimalisasi parameter produk seperti akurasi dan kekuatan, serta pengurangan berat karena penciptaan dinding superthin, saluran internal dan struktur bionik.
• Akselerasi dan pengurangan biaya proses produksi: tidak perlu menggunakan peralatan mahal, dan dalam beberapa kasus, pengerjaan mesin.
• Meningkatkan profitabilitas produksi produk skala kecil dan khusus.
• Mengurangi risiko dan kesalahan desain, termasuk karena kemungkinan perubahan desain pada tahap desain selanjutnya.
• Manajemen sifat fisik dan mekanik produk melalui penggunaan bahan berteknologi tinggi.

Tugas diselesaikan dalam rekayasa menggunakan pencetakan 3D

1. Pengujian dan prototipe fungsional.
2. Produksi prototipe teknis untuk menguji desain produk.
3. Melakukan eksperimen teknologi.
4. Memeriksa produk untuk ergonomi.
5. Pembuatan model master untuk casting, termasuk untuk lilin yang hilang dan model yang terbakar.
6. Produksi perkakas cepat.
7. Produksi elemen pembentuk cetakan untuk cetakan termoplastik dan bahan ringan.
8. Produksi komponen fungsional untuk berbagai unit dan rakitan.
9. Pembuatan struktur kompleks, termasuk yang padat, yang sebelumnya dirangkai dari banyak elemen.

Teknologi cetak 3D untuk perusahaan teknik

• Setoran (FDM).
• Pencetakan Inkjet Penuh Warna (CJP).
• Multi Inkjet Printing (MJP).
• Laser stereolithography (SLA).
• Selective Laser Melting (SLM).
• Selective Laser Sintering (SLS).

Manfaat Pemindaian 3D

• Perangkat pemindaian kecepatan tinggi.
• Pengukuran yang akurat dalam penggunaan aktual.
• Kemampuan untuk berintegrasi ke dalam sistem produksi otomatis .
• Pengukuran benda apa pun, terlepas dari ukuran, kerumitan, bahan atau warna.
• Kesederhanaan dan kenyamanan dalam bekerja.

Tugas diselesaikan menggunakan pemindai 3D dan perangkat lunak khusus

1. Reverse engineering ( rekayasa terbalik), memperoleh gambar jadi.
2. Kontrol metrologi produk dalam proses pembuatan, analisis keausan.
3. Kontrol geometri, deformasi, dan kerusakan pada produk.
4. Kontrol kualitas .
5. Pengarsipan digital.

7 kisah sukses

Blok katup hidrolik



Final Valve Block File CAD Siap untuk Pencetakan 3D

Desain blok katup hidrolik baru, yang dikembangkan oleh VTT dan Nurmi Cylinders, telah dioptimalkan menggunakan teknologi Selective Laser Melting (SLM), yang secara signifikan dapat menghemat berat, volume dan material. Akibatnya, sebuah produk diciptakan dengan bobot 66% lebih rendah dari model aslinya. Berkat desain inovatifnya, dimungkinkan untuk mengoptimalkan aliran fluida melalui saluran internal dan menyelesaikan masalah kebocoran.

Proyeksikan secara detail

Mixer gas



Skema mixer semua logam dibuat menggunakan teknologi SLM. Kanan bawah: model 12-elemen asli

Jurec Rapid Prototyping Center, menggunakan peralatan Solusi SLM, telah menyelesaikan proyek untuk meningkatkan mixer gas-cair. Awalnya, perangkat ini dirakit dari 12 bagian, termasuk 3 elemen besar - koneksi flens tubuh pertama dan kedua dan pemasukan mixer. Peleburan laser selektif memungkinkan untuk membuat satu tubuh, mengurangi jumlah bagian dari 12 menjadi satu. Tidak perlu menggunakan beberapa logam dan sambungan flensa: ulir hanya dipotong di dalam kasing semua-logam, karena berat mixer dikurangi dari 1,3 kg menjadi 50 g. Waktu produksi dibagi dua. Akhirnya, biaya finansial produksi turun 73%.

Contoh yang lebih praktis dari pencetakan 3D logam

Splitter akustik



Kiri: Formulir master dua bagian dicetak pada printer 3D. Kanan: Menghapus bagian yang sudah jadi dari cetakan silikon.

Kekhawatiran OJSC Okeanpribor OJSC (St. Petersburg) memproduksi sistem komunikasi untuk Angkatan Laut Rusia, termasuk peralatan dengan sejumlah besar elemen kecil, misalnya, pembagi - salah satu komponen utama antena sonar baru. Untuk pembuatan prototipe cepat dalam pembuatan komponen cetakan injeksi, kekhawatiran menggunakan printer 3D profesional Sistem 3D ProJet 660Pro, bekerja pada teknologi CJP. Cetakan ditanam pada printer 3D, yang kemudian diisi dengan silikon. Bahan lain dapat dituangkan ke dalam cetakan silikon, dalam hal ini poliuretan. Akibatnya, perusahaan menerima semacam formulir untuk formulir - bukan hanya prototipe, tetapi prototipe, siap digunakan. Implementasi proyek menggunakan metode standar akan membutuhkan beberapa bulan, tetapi berkat printer 3D, waktu pembuatan antena berkurang menjadi tiga minggu.

Proyeksikan secara detail

Komponen Mesin Turbin Gas



Model lilin 3D dan produk jadi

Perusahaan Amerika Turbine Technologies, Ltd. mengembangkan modifikasi mesin pembakaran internal di mana turbin tekanan tinggi dipasang. Perusahaan telah membeli printer 3D Systems ProJet MJP 3600W 3D untuk pencetakan 3D model lilin dan menerima casting selesai dalam waktu 3-4 hari. Model lilin sekarang dibuat langsung dari model CAD 3D, dan pengecoran Turbine Technologies memproduksi komponen prototipe mesin turbin gas dengan akurasi lebih besar dan biaya lebih rendah.

Contoh yang lebih praktis dari penggunaan pencetakan 3D dalam casting investasi

Komponen dan komponen untuk industri pesawat terbang



Pencetakan 3D dengan photopolymers menggunakan teknologi QuickCast menghemat waktu dan uang, karena menghilangkan kebutuhan akan peralatan mahal

Vaupell mengembangkan solusi manufaktur untuk pengecoran yang memenuhi pesanan dari industri kedirgantaraan dan pertahanan. Berkat printer 3D stereolithographic 3D Systems ProX 800, perusahaan ini dapat secara radikal meningkatkan efisiensi produksi. Printer memiliki mode pencetakan khusus dengan photopolymer - QuickCast , yang mereproduksi kulit terluar berdinding tipis bagian tersebut, dan lubang di bagian dalamnya diisi dengan struktur mesh. Model QuickCast menggantikan model pengecoran tradisional dan tidak memerlukan peralatan mahal. Dengan demikian, perusahaan mengurangi biaya model pengecoran sebesar 95%.

Tonton videonya

Kontrol geometri rumah pompa



Peta deviasi geometri lining

IQB Technologies menyelesaikan proyek yang mencakup pemindaian 3D dari rumah pompa setelah pemesinan dan pemindaian 3D yang terpisah dari rumah dengan lapisan untuk mengontrol ketebalan lapisan. Pada tahap pertama, produk tersebut didigitalkan dengan pemindai 3D genggam Creaform HandySCAN 700, dan kemudian model 3D dari poli-tinggi dari casing pompa diperoleh. Kemudian para ahli melakukan kontrol penyimpangan geometri dalam perangkat lunak Geomagic Control X. Penyimpangan yang teridentifikasi pada permukaan lapisan menciptakan tekanan tambahan pada rumahan, oleh karena itu, mengurangi umurnya. Proyek ini selesai hanya dalam 4 jam.

Contoh kontrol kualitas yang lebih praktis menggunakan pemindai 3D

Teknik Reverse Impeller Turbin Hidrolik



Pemindaian 3D roda turbin untuk reverse engineering selanjutnya

Dependable Industries (produsen model dan peralatan pengecoran dari Vancouver) menghubungi pengusaha Matthew Percival dari 3D Rev Eng untuk membantu dalam rekayasa balik pengecoran impeller turbin hidrolik sumbu-radial. Program reverse engineering Geomagic Design X memungkinkan Anda membuat model dengan bentuk rumit dalam beberapa jam yang akan memakan waktu beberapa minggu untuk menggunakan teknologi tradisional. Berkat Geomagic Design X, waktu reverse engineering berkurang 50% dan biaya produksi berkurang 48%.

Proyeksikan secara detail

Kesimpulan

Teknologi 3D memiliki beberapa keterbatasan. Ini adalah biaya peralatan dan bahan yang tinggi, dan pengetahuan yang tidak memadai, dan kurangnya spesialis, dan kesulitan dengan integrasi ke dalam rantai teknologi tradisional. Metode aditif saat ini tidak dapat menggantikan atau menggantikan teknologi klasik, tetapi mereka membuktikan manfaat ekonomi dari pembuatan prototipe dan produksi skala kecil dan menjadi satu-satunya solusi yang mungkin dalam pembuatan komponen kecil yang kompleks. Pada akhirnya, penggunaan teknologi pencetakan, pemindaian dan pemodelan tiga dimensi memungkinkan untuk membawa produk-produk baru ke pasar dengan lebih cepat dan, karenanya, meningkatkan daya saing perusahaan-perusahaan teknik.