O nascimento de novas tecnologias em processos de negócios fabricados tradicionalmente

Não pego uma caneta há muito tempo ...

No ano passado, ele descreveu vários projetos técnicos de resolução de problemas. Eu quero continuar com este artigo.

A singularidade é que eu posto o projeto, não porque ele não foi aceito ou não foi pago, mas porque o cliente deu permissão, embora com algumas restrições.

Antecedentes

Algum tempo depois, após a publicação de um artigo sobre uma impressora de metal 3D , um empresário me abordou com uma proposta de cooperação. Como costuma acontecer, a tarefa era inventar uma bicicleta, ou seja, era necessário o que existia há muito tempo. Portanto, em vez de cooperação, eu apenas dei à pessoa uma dica sobre o fabricante e esqueci por um tempo. Mas o bumerangue da bondade sempre volta. Um ano depois, esse empresário abordou uma nova tarefa que desenvolvemos e sobre a qual falarei hoje.

Desafio

Projete um aparelho totalmente automatizado para a produção de selos e carimbos, com uma velocidade de produção não superior a 5 minutos por 1 impressão padrão.

Análise

Inicio qualquer projeto com uma análise detalhada. A análise está sujeita a: problema, mercado, cliente, cliente, concorrentes, análogos, soluções em setores relacionados, etc.
Uma autópsia mostrou que existem várias tecnologias para a produção de selos e carimbos, incluindo:

1. Tecnologia de fotopolímero. A tecnologia mais simples e comum até hoje. A tecnologia consiste em expor, através do modelo, uma resina de polímero sensível aos raios UV (aproximadamente, exatamente como o fotorresistente é iluminado na fabricação de placas de circuito impresso).
2. Gravação a laser. Aqui, acho que a explicação é supérflua.
3. Tecnologia flash. Para a fabricação de vedantes, essa tecnologia utiliza uma borracha microporosa especial, cujos poros são sinterizados pela ação da temperatura. Para a sinterização pontual, são usadas uma lâmpada de flash e um estêncil.
4. Gravura mecânica. Raramente usado.
5. Imprimindo em uma impressora 3D. Opção exótica.

Desmontamos essas tecnologias por processos, a fim de identificar as mais caras, do ponto de vista da automação:

• Na tecnologia de fotopolímeros, é uma lavagem de clichês de um fotopolímero não curado.
• Na tecnologia laser, essa é a calibração periódica do laser e a remoção do cheiro de borracha queimada.
• Na tecnologia flash, os processos são simples, mas o material em si é caro (borracha microporosa).
• Gravura mecânica é tempo.
• Impressão 3D - manutenção.

Além disso, as tecnologias foram analisadas em termos da qualidade do resultado.
Não vou dar uma tabela de comparação, só posso dizer que a tecnologia flash venceu, porque:

• Alta resolução
• Pode ser multicolorido,
• Resistência à umidade
• Facilidade de uso (preenchido com tinta),
• Grande ciclo entre postos de gasolina.

Como resultado, foi decidido automatizar a tecnologia flash.

Esquema de fabricação de carimbos de tecnologia Flash

Solução

A solução mais simples seria fazer uma mini linha de produção. Quando, na própria tecnologia, nada muda, mas dispositivos intermediários são adicionados. Ou um robô (seguindo as tendências).

Mas essa abordagem é estranha para nós e foi isso que criamos:

Opção 1. Em vez do modelo impresso na impressora (estêncil), usaremos a matriz do telefone. Este princípio é aplicado em impressoras 3D (tecnologia LCD SLA UV). Isso nos permitirá não mover o modelo, mas formá-lo diretamente na área de trabalho do dispositivo, o que aumentará a velocidade e reduzirá o custo do design.


Um esquema para usar uma matriz de tela do telefone para exposição a UV

Opção 2. Em vez de uma lâmpada de flash, para sinterizar os poros de borracha microporosa, usaremos uma cabeça térmica de uma impressora térmica (impressora de recibos). I.e. um modelo não é necessário.


Esquema de operação da impressora térmica

Opção 3. Para usar opções mais baratas para o material de origem, não iremos assar os poros, mas entupi-los. Para isso, usamos:

Opção 3a. impressora térmica com fita (fita de transferência térmica).


Esquema de transferência térmica de fita

Opção 3b. Impressora a laser

As opções 1, 2 e 3a são testadas na prática e funcionam bem. Obviamente, foi necessário selecionar os modos ideais (por exemplo, temperatura da cabeça térmica, velocidade, etc.), os materiais ideais (principal e auxiliar).

Opção 3b. Embora seja teoricamente o mais promissor, ainda requer a seleção de material resistente ao calor poroso e talvez uma abordagem ligeiramente diferente (por exemplo, imprimir em uma micro grade e depois usá-lo como estêncil).

Resultado

Como resultado, desenvolvemos até 4 opções para novas tecnologias de impressão. Todos eles têm uma velocidade muito maior que o necessário e o custo é menor que o existente.