Manufaktur Aditif: Mendorong Inovasi di Berbagai Industri
Pengadopsi teknologi kontrol gerak, robotika, dan konversi daya menjadi pengemudi kunci dari pertumbuhan cepat manufaktur aditif saat ini. Proses non-tradisional ini menggunakan data desain digital untuk menciptakan objek tiga dimensi padat dengan memadukan material lapis demi lapis dari bawah ke atas (cetak 3D) juga berkontribusi pada hasil transformatif yang dirasakan oleh perusahaan di berbagai industri, seperti penerbangan dan antariksa, otomotif, fashion, ilmu kehidupan, dan produk konsumen yang dirasakan hari ini.
Kompleksitas yang Tumbuh
Dari hari awal industri cetak 3D prototipe hingga peran munculnya sebagai produsen skala penuh produk industri, cakupan manufaktur aditif (AM) dengan cepat berubah. Dulu terbatas pada plastik, teknologi saat ini kini dapat menangani bahan seperti keramik, komposit, logam, polimerik, dan material hibrid. Secara keseluruhan, lebih dari seratus material dapat digunakan dalam aplikasi aditif, membuka jalan untuk produksi objek yang lebih canggih dan tahan lama seperti peralatan bingkai mesin dan cetakan produksi penuh.
Meskipun terdapat inovasi terobaan dan pertumbuhan yang melimpah, namun masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan untuk mencapai tingkat kecepatan yang diperlukan agar peralatan aditif layak untuk pengguna akhir yang ingin memproduksi komponen selesai dalam volume tinggi. Namun, peningkatan kecepatan radikal yang diperlukan tidak boleh datang dengan mengorbankan kualitas bagian akhir. Ini menyajikan pertanyaan besar bagi industri: dari mana lonjakan kecepatan yang esensial, sambil mempertahankan kualitas, untuk manufaktur aditif akan datang?
Sementara jawaban akhir mungkin berasal dari berbagai sumber, tempat terbaik untuk mencari solusi ideal adalah dalam perbaikan yang dapat disediakan oleh kontrol gerak.
Kontrol Gerak dalam Manufaktur Aditif Saat Ini
Ketika orang biasanya memikirkan kontrol gerak dalam teknologi aditif, mereka memvisualisasikan seberapa cepat ekstruder dapat bergerak di atas cetakan cetak. Meskipun ini adalah bagian penting dari persamaan industri, ada lebih banyak yang harus dipertimbangkan. Misalnya, berhasil memindahkan berbagai macam material dengan properti fisik yang berbeda melalui ekstruder yang sama adalah bentuk lain dari kontrol gerak – dan yang sangat kritis untuk produktivitas industri jangka panjang.
Seiring bertumbuhnya penggunaan manufaktur aditif, juga meningkat kebutuhan untuk himpunan alat dan standar industri untuk mengatasi masalah pemesinan untuk produksi mainstream. Misalnya, permintaan untuk kecepatan mesin yang lebih tinggi sambil mempertahankan kualitas bagian telah mendorong pengembangan dan perbaikan printer kelas industri.
Pada awal AM, bingkai desktop kecil dikendalikan oleh kontrol kelas hobi, menggerakkan motor stepper murah. Pendekatan ini kurang daya dan keandalan – dua hal yang sangat dibutuhkan untuk produksi komponen mainstream.
Saat ini, manufaktur aditif menggunakan pengontrol mesin berkinerja tinggi, sistem servo canggih, dan teknologi robotika untuk meningkatkan kualitas produk dan meningkatkan produksi bagian. Secara lebih spesifik, printer 3D yang menggunakan kontrol servo dengan umbalan resolusi tinggi versus motor stepper pada semua sumbu (termasuk ekstruder) memungkinkan kontrol posisi, kecepatan, dan torsi berkecepatan tinggi pada semua sumbu, yang memberikan aliran yang lebih cepat dan konsisten dengan deteksi macet.
Manfaat yang Luas
Dari komponen turbin hingga sepatu olahraga, dan mahkota gigi hingga rumah baru, perusahaan beralih ke sistem kontrol gerak tingkat industri untuk manufaktur aditif untuk mendapatkan banyak manfaat:
- Kemampuan manufaktur bagian yang fleksibel dan beragam
- Uptime produksi yang ditingkatkan
- Efisiensi produksi yang meningkat (yaitu, pengurangan material baku yang digunakan secara keseluruhan)
- Biaya manufaktur yang lebih rendah
Selain itu, produsen yang menggabungkan teknologi kontrol gerak dengan otomatisasi robotika industri dapat mengalami fleksibilitas yang diperlukan untuk menciptakan pabrik yang mampu menghasilkan produk unik yang memenuhi permintaan kompleks.
Teknologi Inovatif
Koordinasi berbagai bagian bergerak dan peralatan periferal selama proses manufaktur aditif adalah kunci untuk produksi yang efektif. Ini adalah salah satu alasan mengapa para ahli dan insinyur di Yaskawa America Inc., Divisi Drives & Motion, telah merancang teknologi kontrol mesin dan sistem servo inovatif:
- Pengontrol gerak MP3300iec dan keluarga motor servo Sigma-7 membuka daya performa berkecepatan tinggi dan presisi yang diperlukan untuk mendorong produksi aditif mainstream, sambil mengeksekusi program G-code dan profil gerak kinematik yang halus.
- Produktivitas esensial, tetapi fleksibilitas harus memiliki prioritas yang sama. Kebutuhan ini adalah genesi Singular Control, kemampuan yang built-in ke dalam pengontrol MP3300iec Yaskawa untuk mengelola apa saja dari robot sumbu enam hingga gantri robotik dan sumbu servo tunggal dari perangkat yang sama, menggunakan pemrograman yang sama. Singular Control memungkinkan pengguna memprogram berbagai tipe mesin dan disiplin gerak dalam ruang manufaktur aditif, tanpa perlu mengahiring spesialis pemrograman robot.
- Revolusi berikut datang dari servo, yang merupakan jantung dari sebagian besar sistem manufaktur aditif. Motor Sigma-7 dan amplifier SERVOPACK dengan mudah berpasangan dengan pengontrol mesin Yaskawa untuk menciptakan sistem otomatisasi gerak, memberikan perbaikan yang terlihat dalam kecepatan, presisi, dan keandalan. Misalnya, satu perusahaan printer 3D industri cerdas menyediakan cetak 3D pada 350 milimeter per detik, dengan waktu transfer satu meter per detik. Ini menciptakan perbedaan yang dapat Anda lihat dengan jelas, baik dalam gerakan printer maupun dalam laba bersih pemiliknya.
Inovasi yang Berlanjut
2017 Wohler's Report memperkirakan saat ini ada pasar $7 miliar untuk peralatan material, dan permintaan ini kemungkinan akan tumbuh dengan tingkat pertumbuhan tahunan 17% dalam tahun-tahun mendatang. Agar prediksi ini menjadi kenyataan, ada area kunci untuk perbaikan untuk produksi mainstream barang dan produk di berbagai industri.
Penelitian berkelanjutan dalam menggabungkan kontrol gerak MP3300iec dengan teknologi motor linier akan mencoba menanggapi kebutuhan untuk kecepatan dan presisi yang lebih tinggi untuk cetak 3D. Dan, penemuan lebih lanjut tentang penggunaan Singular Control MP3300iec untuk cetak 3D robotik akan membantu menyempurnakan proses sekunder menggunakan lengan robot untuk aplikasi seperti finishing permukaan, penanganan material, pemasangan, dan inspeksi.
Teknologi dan proses manufaktur aditif memberikan cara yang sepenuhnya berbeda untuk merancang dan memproduksi produk. Dengan lebih banyak penelitian dan pengembangan, metode produksi ini siap menjadi bentuk manufaktur yang paling berharga saat ini, merevolusi industri dengan cara yang pernah di luar imajinasi.
Datang dan Pelajari Lebih Banyak!
Pada bulan November, pastikan untuk mengunjungi booth Yaskawa (#C11414) di FABTECH, 6-8 November di Georgia World Congress Center di Atlanta, IL untuk mempelajari lebih lanjut tentang manufaktur aditif dan untuk melihat demonstrasi cetak 3D langsung, dengan printer tercepat kami di industri (350 mm/s untuk mencetak, 1000 mm/sec cepat, dan percepatan 4G)!
