Pencetakan 3D Menciptakan Jendela Peluang Otomatisasi

Pemeriksaan suku cadang manual secara berkala menyebabkan ini otomatis memutar sel untuk menghentikan produksi. Pencetakan 3D saluran pengumpulan suku cadang untuk pengiriman di luar sel menghilangkan masalah itu. (Semua foto adalah milik Produk Logam Unggul, kecuali jika disebutkan.)

Setahun yang lalu, saya dapat mengunjungi Produk Logam Unggul Omaha untuk menulis cerita tentang sel robotik yang kompleks di mana pusat pembubutan spindel kembar Doosan TW2600 melakukan operasi menghadap pada keluarga komponen pompa besi ulet. Singkatnya, sel itu menampilkan konveyor masuk yang memasukkan benda kerja ke robot FANUC yang memuatnya ke dalam mesin, lalu membongkar bagian yang sudah jadi dan meletakkannya di gerobak.

Ini adalah sel mesin robot kedua toko. Yang pertama, dipasang pada tahun 2018, dilengkapi dengan pusat belok Okuma LB3000 EXII yang berjalan tanpa pengawasan berkat pemuatan robotik LoadAssistant dan unit penyimpanan benda kerja dari Halter. Unit mandiri ini, yang dipasang tepat di sisi kiri pintu mesin, dilengkapi robot FANUC dan meja dua sisi yang dapat diindeks untuk masing-masing menampung bahan kosong dan bagian yang telah selesai. Operator dapat dengan aman mengakses setengah dari tabel untuk melepas bagian yang telah selesai dan memuat bagian yang baru kosong sementara robot memanipulasi material untuk melayani mesin di bagian lain dari tabel.

Foto ini, yang saya ambil sebelum bagian saluran koleksi ditambahkan, menunjukkan bagaimana operator harus memasuki area robot untuk mengakses bagian yang akan diperiksa.

Pagar parsial memisahkan operator mesin dari bagian meja penyimpanan yang dapat diakses robot. Namun, area di depan pintu alat berat terbuka untuk memungkinkan operator mendekati alat berat bila diperlukan. Hal ini dimungkinkan karena pemindai laser unit dapat mendeteksi saat operator mendekati area tersebut. Ini memicu robot untuk melambat ketika seseorang memasuki zona aman ruang lantai luar yang ditentukan dan berhenti jika orang tersebut memasuki zona dalam yang ditentukan lebih dekat ke mesin dan robot.

Selama bertahun-tahun, pengaturan ini telah memungkinkan Produk Logam Unggul untuk mewujudkan sedikit pengoperasian alat berat tanpa pengawasan yang baik. Yang mengatakan, pemeriksaan suku cadang yang diperlukan pada interval yang ditentukan berarti operator harus memasuki zona aman untuk mengakses suku cadang untuk diukur, untuk sementara mengganggu produksi. Saluran pengumpulan komponen plastik yang cerdas yang dicetak pada printer 3D desktop toko dan dipasang di pagar LoadAssistant telah memecahkan masalah itu. Robot sekarang dapat menjatuhkan bagian untuk diperiksa ke saluran di mana operator dapat mengaksesnya di atas nampan tanpa memasuki zona aman yang dipindai laser dan tanpa menghentikan produksi. Faktanya, ini hanyalah salah satu contoh bagaimana Superior Metal Products menggunakan printer 3D-nya untuk membuat barang-barang yang tidak hanya berguna di lantai toko tetapi mungkin lebih mudah dibuat daripada mesin tradisional.

Mencetak sebagai Alternatif untuk Pemesinan

Superior Metal Products memiliki banyak peralatan di fasilitas seluas 30.000 kaki persegi. Ini termasuk VMC, HMC, dan pusat pembubutan, serta peralatan hobbing, broaching, grinding, lapping, welding dan balancing. Printer plastik 3D toko, model desktop Lulzbot TAZ-6, dibeli pada akhir 2017.

Langkah pertama untuk pencetakan 3D adalah membuat Model CAD dari bagian. Berikut adalah model komponen yang membentuk saluran pengumpulan suku cadang.

Frank O'Connor, presiden Superior Metal Products, mengatakan bahwa meskipun dia tidak tahu persis bagaimana printer dapat membantu mendukung kebutuhan toko, waktunya terasa tepat untuk membeli dan bereksperimen dengannya. Sejak saat itu, toko tersebut telah mencetak sejumlah barang yang telah terbukti berharga dalam mendukung berbagai proses permesinan dan manufaktur di fasilitasnya.

“Sungguh menakjubkan betapa banyak penggunaan internal yang dapat dimiliki toko mesin biasa untuk barang-barang cetakan 3D, kata O'Connor. “Meskipun benar bahwa beberapa item dapat dikerjakan dengan mesin, memproduksinya melalui pencetakan 3D terkadang merupakan jalan yang lebih mudah untuk diambil.”

Dia menjelaskan bahwa dengan pencetakan 3D, dia membuat model CAD dari bagian tersebut; menetapkan beberapa parameter cetak, termasuk suhu, persentase pengisi (geometri internal) dan ketebalan dinding; menekan "cetak"; dan kembali lagi nanti untuk menemukan bagian yang sudah selesai pada pelat pembuatan printer. Dengan pemesinan, dia harus membuat sketsa atau model CAD yang sama dari bagian itu; menulis program CNC (sekarang, printer 3D bisa mencetak bagian dan dia bisa mengerjakan yang lain); menemukan dan melihat bahan kosong; mengumpulkan alat pemotong dan mungkin alat kerja; mengatur mesin; dan, akhirnya, periksa bagian mesin. Ini tidak hanya menghabiskan waktunya tetapi juga mesin yang seharusnya menjalankan bagian produksi.

“Saya tidak mengetuk mesin. Pemesinan jauh lebih keren daripada pencetakan 3D, ”canda O'Connor. “Selain itu, mata pencaharian saya bergantung pada permintaan suku cadang mesin. Namun, untuk barang sekali pakai atau bervolume rendah yang dapat berfungsi dengan aman dan andal saat dibuat dari bahan yang dapat dicetak, pencetakan 3D adalah pilihan yang bagus.”

Berikut adalah bagian utama dari bagian chute cetak tengah. Perhatikan penyangga di tengah yang dilepas setelah pencetakan selesai.

Parasut bagian dengan baki pengumpul untuk sel Okuma otomatis adalah contoh yang baik. Pintu masuk parasut terletak di area yang dilindungi (di dalam pagar dan zona pemindaian laser) dan pintu keluarnya berada di luar area tersebut. O'Connor mengatakan manfaat tidak hanya mencakup akses ke bagian tanpa menghentikan produksi dan kepatuhan yang konsisten terhadap frekuensi inspeksi, tetapi juga bahwa operator sel dapat melakukan tugas di dekat sel dan dengan cepat melihat keberadaan bagian di baki untuk mengetahui apakah atau tidak sekarang saatnya untuk memeriksa bagian.

Sebuah rutinitas khusus dalam kontrol Halter LoadAssistant mengambil data percakapan untuk mendaftarkan panjang bagian dan menyesuaikan titik pelepasan bagian yang sesuai untuk memastikan entri saluran yang lancar.

O'Connor mengatakan operasi penurunan bagian robot adalah rutinitas khusus yang dibuat melalui kontrol LoadAssistant. Operator hanya menambahkan rutin ke daftar tugas robot dan kemudian mengisi nilai registri di liontin pengajaran FANUC untuk menentukan frekuensi penurunan inspeksi. Ketika jumlah registri terpenuhi, bagian selesai berikutnya ditempatkan di saluran, alih-alih dikirim ke tabel LoadAssistant. “Aspek yang rapi tentang rutinitas kustom adalah bahwa ia menggunakan data percakapan Halter untuk mendaftarkan panjang bagian dan menyesuaikan titik jatuh yang sesuai untuk memastikan entri peluncuran yang mulus,” kata O'Connor.

Contoh Cetak Lainnya

Selama kunjungan saya di tahun 2019, saya melihat sejumlah perangkat bermanfaat lainnya yang telah dirancang dan dicetak oleh Produk Logam Unggul untuk mendukung berbagai kebutuhan lantai tokonya. Berikut adalah contoh yang saya lihat dan juga yang lain yang baru saja ditambahkan.

baki cetak 3D seperti ini saya difoto memegang alat perubahan cepat yang digunakan pada mesin bubut menara kembar di sel mesin otomatis lainnya di toko. Baki diletakkan di bibir penutup alat berat untuk memudahkan akses operator. O'Connor mengatakan mereka juga memberi tim perawatan sel dengan indikator visual tentang alat mana yang perlu disisipkan diindeks atau diganti saat sel berjalan. Saat baki berada di meja kerja sel (di luar pagar pengaman), perkakas dengan sisipan tajam yang mengarah ke mesin siap dipasang, sementara yang sisi tajamnya mengarah jauh dari mesin perlu disegarkan sebelum siklus penggantian berikutnya.

Vise rahang seperti ini dapat dicetak 3D ke mengakomodasi bentuk semi-kompleks. Ini dicetak dari bahan polietilen tereftalat glikol (PETG) memiliki pengisi padat. Mereka dapat menahan 50 ft.lbs. torsi pengencang ragum dan digunakan untuk penggilingan, pengeboran pengeboran dan operasi broaching untuk bagian khusus ini. O'Connor mencatat tidak ada tanda-tanda penurunan pada akhir 25-piece run.

Sistem penyimpanan modular ini dengan baki dan konsep racking workstation digunakan untuk menampung berbagai pengukur inspeksi. Pin pengukur, pengukur ulir, perangkat inspeksi khusus suku cadang, dan sebagainya dipasang oleh personel kontrol kualitas dan dikirim ke lantai pabrik sebagai bagian dari penyiapan/peluncuran pekerjaan untuk produksi.