Manufaktur Aditif:Kekuatan Pendorong Baru

Adopsi teknologi kontrol gerak, robotika, dan konversi daya adalah pendorong utama pertumbuhan manufaktur aditif yang pesat saat ini. Proses non-tradisional dalam memanfaatkan data desain digital untuk membuat objek padat tiga dimensi dengan memadukan bahan lapis demi lapis dari bawah ke atas (pencetakan 3D) juga berkontribusi pada hasil transformatif perusahaan di berbagai industri, seperti dirgantara, otomotif, mode. , ilmu kehidupan dan produk konsumen menyadari hari ini.

Meningkatnya Kompleksitas

Dari hari-hari awal industri prototipe pencetakan 3D hingga perannya yang muncul sebagai produsen produk industri skala penuh, ruang lingkup manufaktur aditif (AM) dengan cepat berubah. Dulu terbatas pada plastik, teknologi saat ini sekarang dapat menangani zat seperti keramik, komposit, logam, polimer, dan bahan hibrida. Secara keseluruhan, lebih dari seratus bahan dapat digunakan dalam aplikasi aditif, membuka jalan untuk produksi objek yang lebih canggih dan tahan lama seperti perlengkapan perkakas mesin dan cetakan produksi penuh.

Meskipun banyak terobosan inovatif dan pertumbuhan yang berlimpah, namun, lebih banyak pekerjaan yang harus dilakukan untuk mencapai tingkat kecepatan yang diperlukan agar peralatan aditif layak bagi pengguna akhir yang ingin memproduksi komponen jadi dalam volume tinggi. Namun, dorongan radikal yang diperlukan untuk kecepatan yang lebih tinggi tidak dapat mengorbankan kualitas suku cadang akhir. Hal ini menimbulkan pertanyaan besar bagi industri:dari manakah lompatan penting dalam kecepatan, sambil mempertahankan kualitas, untuk menghasilkan manufaktur aditif?

Meskipun jawaban akhir dapat berasal dari berbagai sumber, tempat terbaik untuk mencari solusi ideal adalah peningkatan yang dapat diberikan kontrol gerakan.

Kontrol Gerak dalam Manufaktur Aditif Saat Ini

Ketika orang biasanya memikirkan kontrol gerak dalam teknologi aditif, mereka memvisualisasikan seberapa cepat ekstruder dapat bergerak melintasi alas cetak. Meskipun ini tentu saja merupakan bagian penting dari persamaan industri, masih banyak lagi yang perlu dipertimbangkan. Misalnya, berhasil memindahkan berbagai bahan dengan berbagai sifat fisik melalui alat pengekstrusi yang sama hanyalah salah satu bentuk kontrol gerakan – dan sangat penting untuk produktivitas industri jangka panjang.

Seiring meningkatnya penggunaan manufaktur aditif, kebutuhan akan set alat dan standar industri untuk mengatasi masalah permesinan untuk produksi arus utama juga meningkat. Misalnya, permintaan akan peningkatan kecepatan mesin sambil mempertahankan kualitas suku cadang telah mendorong pengembangan dan peningkatan printer kelas industri.

Pada permulaan AM, bingkai desktop kecil diperintahkan oleh kontrol tingkat penghobi, menggerakkan motor stepper yang murah. Pendekatan ini kekurangan kekuatan dan keandalan – dua hal yang sangat dibutuhkan untuk produksi komponen arus utama.

Saat ini, manufaktur aditif menggunakan pengontrol mesin berkinerja tinggi, sistem servo canggih, dan teknologi robotik untuk memajukan kualitas produk dan meningkatkan produksi suku cadang. Lebih khusus lagi, printer 3D yang menggunakan kontrol servo dengan umpan balik beresolusi tinggi vs. motor stepper pada semua sumbu (termasuk ekstruder) memungkinkan kontrol posisi, kecepatan, dan torsi berkecepatan tinggi pada semua sumbu, yang memberikan aliran konsisten yang lebih cepat dengan deteksi kemacetan.

Manfaat Luar Biasa

Mulai dari komponen turbin hingga sepatu atletik, dan mahkota gigi hingga rumah baru, perusahaan beralih ke sistem kontrol gerakan tingkat industri untuk manufaktur aditif guna mendapatkan banyak manfaat:

• Kemampuan manufaktur suku cadang yang fleksibel dan beragam
• Peningkatan waktu operasional produksi
• Peningkatan efisiensi produksi (yaitu pengurangan bahan baku yang digunakan secara keseluruhan)
• Menurunkan biaya produksi

Selain itu, produsen yang menggabungkan teknologi kontrol gerak dengan otomasi robot industri dapat merasakan fleksibilitas yang diperlukan untuk menciptakan pabrik yang mampu menghasilkan produk unik yang memenuhi permintaan kompleks.

Teknologi Inovatif

Koordinasi beberapa bagian yang bergerak dan peralatan periferal selama proses pembuatan aditif adalah kunci produksi yang efektif. Inilah salah satu alasan mengapa para pakar dan insinyur di Yaskawa America Inc., Divisi Penggerak &Gerak, telah merancang kontrol mesin dan teknologi sistem servo yang inovatif:

• Pengontrol gerak MP3300iec dan rangkaian motor servo Sigma-7 menghasilkan performa kecepatan tinggi dan presisi yang diperlukan untuk mendorong produksi aditif arus utama, sambil menjalankan program G-code dan profil gerakan kinematik yang mulus.
• Produktivitas itu penting, tetapi fleksibilitas harus sama pentingnya. Kebutuhan ini adalah awal dari Singular Control, kemampuan yang dibangun pada pengontrol MP3300iec Yaskawa untuk mengelola apa pun mulai dari robot enam sumbu hingga gantri robotik dan sumbu servo tunggal dari perangkat yang sama, menggunakan pemrograman yang sama. Kontrol Tunggal memungkinkan pengguna untuk memprogram beberapa jenis mesin dan disiplin gerak dalam ruang manufaktur aditif, tanpa perlu menyewa spesialis dalam pemrograman robot.
• Revolusi berikutnya berasal dari servo, yang merupakan inti dari sebagian besar sistem manufaktur aditif. Motor Sigma-7 dan amplifier SERVOPACK dengan mudah dipasangkan dengan pengontrol mesin Yaskawa untuk menciptakan sistem otomasi gerak, memberikan peningkatan nyata dalam kecepatan, presisi, dan keandalan. Misalnya, printer 3D industri cerdas satu perusahaan mengirimkan pencetakan 3D dengan kecepatan 350 milimeter per detik , dengan waktu transfer satu meter per detik. Hal ini menciptakan perbedaan yang dapat Anda lihat dengan jelas, baik dalam pergerakan printer maupun keuntungan pemiliknya.

Inovasi Berkelanjutan

Laporan Wohler 2017 memperkirakan bahwa saat ini terdapat pasar senilai $7 miliar untuk peralatan material, dan permintaan ini kemungkinan besar akan tumbuh dengan tingkat pertumbuhan tahunan sebesar 17% di tahun-tahun mendatang. Agar prediksi ini menjadi kenyataan, ada area utama untuk peningkatan produksi barang dan produk arus utama di berbagai industri.

Riset lanjutan dalam menggabungkan kontrol gerak MP3300iec dengan teknologi motor linier akan berupaya menjawab kebutuhan akan peningkatan kecepatan dan presisi untuk pencetakan 3D. Dan, lebih banyak penemuan dalam penggunaan MP3300iec Singular Control untuk pencetakan 3D robotik akan membantu menyempurnakan proses sekunder menggunakan lengan robotik untuk aplikasi seperti penyelesaian permukaan, penanganan material, penyisipan, dan inspeksi.

Teknologi dan proses manufaktur aditif memberikan cara yang sama sekali berbeda untuk merancang dan memproduksi produk. Dengan lebih banyak penelitian dan pengembangan, metode produksi ini siap menjadi bentuk manufaktur yang paling berharga, merevolusi industri dengan cara yang dulunya di luar imajinasi.

Ayo Pelajari Lebih Lanjut!

Pada bulan November, pastikan untuk mengunjungi stan 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 pencetakan 3D langsung, menampilkan pencetakan tercepat kami (350 mm/dtk untuk mencetak, printer cepat 1000mm/dtk, dan akselerasi 4G) di industri!