Làm thế nào để In 3D tốt hơn
Ngày tạo: 05/10/2020 4:31:38 CH
Với việc công nghệ in 3D ngày càng trở thành trụ cột trong hoạt động sản xuất hiện đại, các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM), nhà phần mềm, nhà máy in 3D và nhà sản xuất hợp đồng đang cố gắng tinh chỉnh hiệu quả và khả năng lặp lại của các phương pháp sản xuất này. Tính đa dạng trong việc in 3D các sản phẩm đã là mối quan tâm lớn của ban lãnh đạo trong nhiều thập kỷ. Các kỹ sư và nhà quản lý sản xuất đặc biệt chú ý đến tính nhất quán của sản phẩm đối với độ chính xác về kích thước và các đặc tính vật liệu như độ xốp, độ bền, nhiệt độ và khả năng chống hóa chất.
Mức độ nhất quán hiện tại trong in 3D - còn được gọi là “sản xuất phụ gia” - là đủ cho nhiều sản phẩm. Chúng bao gồm khuôn mẫu, đồ chơi, thiết bị nha khoa, thấu kính quang học, kính mắt, bảng mạch in (PCB), một số ăng ten và cảm biến cũng như các phụ tùng bằng kim loại và nhựa không chịu lực cho đầu máy, thiết bị công nghiệp nặng, máy bay và thiết bị quân sự.
Tuy nhiên, đó vẫn là một phần tương đối nhỏ của thị trường tiềm năng nơi có thể áp dụng công nghệ sản xuất này nếu có thể nâng cao tính nhất quán của sản lượng. Hiểu được điều này, ngành công nghiệp sản xuất phụ gia đang phát động một cuộc tấn công toàn diện vào vấn đề này. Cuộc tấn công là một nỗ lực ba mũi nhọn sử dụng phần cứng, phần mềm và hệ thống quản lý để giảm bớt sự biến đổi của các đối tượng được in.
Phần cứng. Thật khó để cải thiện đầu ra của in 3D mà không xem xét phần cứng của chính máy in (ví dụ: động cơ, đầu in, tia laser), cũng như các thiết bị phần cứng như cảm biến nhiệt độ, cảm biến độ ẩm và máy ảnh X-quang để theo dõi chất lượng và bắt lỗi từng lớp trong quá trình in. Velo3D, một nhà sản xuất máy in ở California, là một ví dụ về một công ty có máy móc có thể giám sát các bộ phận kim loại trong quá trình in. Thông qua việc sử dụng các cảm biến, máy in của nó có thể được tăng cường với một hệ thống giám sát những thứ như mức oxy, độ ẩm và mức bột không sử dụng. Mức độ hiển thị và kiểm soát này cho phép họ đạt được năng suất cao hơn và độ lặp lại lớn hơn cho nhiều loại sản phẩm mà không cần xử lý hậu kỳ (tinh chỉnh sản phẩm sau khi ra khỏi máy in 3D).
Nỗ lực cải thiện quy trình in cũng có thể liên quan đến các công cụ sản xuất thông thường (trừ), đang được sử dụng để cải thiện tính nhất quán từng lớp. Các máy của 3DEO, một nhà sản xuất máy in khác của California, có các cảm biến để tận dụng dữ liệu thời gian thực về độ chính xác của kích thước và các thông số quy trình để tối ưu hóa bản in. Dựa trên dữ liệu này, máy 3DEO sử dụng một công cụ cắt (một máy nghiền nhỏ) để cắt các cạnh và các tính năng bên trong, chẳng hạn như mạng và lỗ, để đạt được dung sai cần thiết và hình dạng mong muốn. Việc cắt tỉa được thực hiện từng lớp một.
Phần mềm và dữ liệu. Trí tuệ nhân tạo và máy học cũng đóng một vai trò quan trọng trong động lực giúp các sản phẩm in 3D nhất quán hơn. Chúng đang được sử dụng để tối ưu hóa cấu hình vật liệu, tính năng thiết kế, cài đặt máy in, quy trình in và điều kiện môi trường để tạo ra sản phẩm. Những công nghệ này có thể tạo ra các vòng phản hồi sản xuất để tự động loại bỏ các khuyết tật khi quá trình in xảy ra và có thể giảm đáng kể sự không nhất quán của đầu ra giữa các máy in và theo thời gian.
Ví dụ, PrintSyst, một công ty phần mềm mới của Israel, đã phát triển trí thông minh nhân tạo tổng hợp kết quả của hàng nghìn lệnh in. Nó tìm kiếm các yếu tố có thể giúp đạt được tính nhất quán cao hơn, tỷ lệ lợi nhuận, tiết kiệm chi phí và bất kỳ khía cạnh chất lượng nào mà khách hàng có thể ưu tiên. Sau đó, phần mềm đề xuất công nghệ in, lựa chọn vật liệu, thông số máy và thậm chí sửa đổi thiết kế để đạt được các mục tiêu đã chọn để tối ưu hóa.
Phần mềm cũ hơn để định hướng và xếp chồng các bộ phận trong buồng xây dựng đã nâng cao và hiện chứa các thuật toán thực hiện hàng trăm hoặc hàng nghìn phép tính chỉ trong vài giây đến không theo cách lý tưởng để tạo một hình dạng cụ thể trong một máy in cụ thể. Các giải pháp như vậy được cung cấp bởi các gã khổng lồ phần mềm-in 3D toàn cầu như Materialize (Bỉ), Siemens (Đức) và Autodesk (Hoa Kỳ). Công ty phần mềm ANSYS có trụ sở tại Pennsylvania cung cấp các công cụ sản xuất thiết kế cho phụ gia và mô phỏng quy trình cho các bộ phận kim loại cho phép khách hàng đạt được sản lượng "ngay lần đầu tiên".
Các nền tảng sản xuất phụ gia mới - ví dụ: 3DPrinterOS, được sản xuất bởi Hệ thống điều khiển 3D có trụ sở tại California - hiện có khả năng quản lý tính nhất quán cho hàng nghìn máy in được phân phối trên toàn cầu. Các nền tảng như vậy có thể điều khiển nhiều máy in 3D từ xa và phân công công việc dựa trên tính khả dụng và khả năng của máy móc. Trong nhiều tình huống, Hệ thống điều khiển 3D cài đặt phần mềm của riêng mình trên chính máy in, điều này cho phép nền tảng của nó kiểm soát các máy in. Kiểm soát này được sử dụng để cải thiện tính nhất quán bằng cách ngăn ngừa hoặc sửa chữa các lỗi hoặc sai lầm phổ biến, bao gồm việc sử dụng các tệp in không phù hợp, các tấm xây dựng không phẳng và việc lựa chọn đầu phun không phù hợp cho đầu ra mong muốn.
Hệ thống quản lý. Cách tiếp cận này sử dụng các kỹ thuật quản lý đã được thử nghiệm để cải thiện tính nhất quán và độ tin cậy. Ví dụ: các hệ thống đánh giá nhà cung cấp minh bạch và chứng nhận trước khuyến khích cạnh tranh giống như một loại chọn lọc tự nhiên của Darwin, nơi khuyến khích đạt được và duy trì sự nhất quán về chất lượng. Các công ty tốt nhất giành được nhiều công việc kinh doanh hơn, và những công ty khác được thúc đẩy để bắt kịp nhanh chóng hoặc tiêu diệt. Các công ty như Xometry và Fictiv, các nhà cung cấp phụ tùng công nghiệp theo yêu cầu, chạy các chương trình chứng nhận và chất lượng nhà cung cấp được kiểm soát chặt chẽ để khuyến khích lựa chọn các nhà cung cấp cung cấp các bộ phận chất lượng cao và nhất quán. Các nhà cung cấp tốt nhất được tiếp cận với các công việc lớn hơn và ưu tiên cao hơn, điều này gây áp lực buộc các nhà cung cấp khác phải cải thiện tính nhất quán của họ.
Một trong những phương pháp quản lý mới hơn bao gồm "hạn chế có chủ ý", nhằm mục đích giới hạn việc sử dụng máy in trong phạm vi năng suất tối ưu của chúng. Không phải tất cả các công nghệ đều như nhau, vì vậy việc biết được mức độ phức tạp về hiệu suất của chúng trong các ranh giới nhất định như hạn chế kích thước, lựa chọn vật liệu và kích thước lô cho phép nhà sản xuất tận dụng tối đa thế mạnh của một máy in 3D nhất định. Ví dụ: 3DEO giới hạn trọng tâm của nó đối với các bộ phận kim loại nhỏ, phức tạp có thể tích tối đa là một inch khối. Điều này cho phép 3DEO không chỉ tận dụng tối đa các máy in của mình bằng cách tập trung vào nơi chúng thực sự xuất sắc mà còn lấp đầy khoang xây dựng của chúng để đạt được tính kinh tế tối ưu.
Không phải tất cả các nguồn biến thể đã được giải quyết đầy đủ. Chúng bao gồm cách đưa máy móc vào mạng cũng như hình thức và cấu trúc của dữ liệu và quy trình làm việc ra vào các nút trong hệ thống. Tuy nhiên, khi các công ty phát triển các giao thức và nền tảng để quản lý hệ thống sản xuất phân tán của họ, những vấn đề này cuối cùng sẽ được giải quyết. Ví dụ: các nền tảng phụ gia cuối cùng sẽ thu thập một bộ dữ liệu cấp máy tiêu chuẩn theo những cách có hệ thống để có thể giảm đáng kể sự biến động trong sản xuất.
Trong thế giới ngày nay có nhu cầu không chắc chắn, sản xuất kỹ thuật số linh hoạt, đại dịch và các gián đoạn khác của thương mại toàn cầu, sẽ có nhiều nhu cầu hơn đối với sản xuất phân tán và nội địa hóa. Mất quá nhiều thời gian để thay đổi sản lượng có thể khiến các công ty bỏ lỡ các cơ hội đáng kể, đặc biệt nếu các sản phẩm mới không nhất quán ngay từ đầu. Do đó, có thể kỳ vọng sự tăng trưởng trong việc sử dụng in 3D, điều này sẽ làm tăng thêm áp lực để cải thiện tính nhất quán của nó.
Nguồn: hbr
Tags: artec eva artec scanner artec 3d scanner artec spider artec eva 3d scanner artec 3d scanner price artec eva price artec eva scanner artec spider scanner artec eva 3d artec eva 3d scanner price artec 3d spider artec spider 3d scanner price máy quét artec máy quét 3d cầm tay máy quét 3D máy scan mini artec máy scan artec máy scan cầm tay máy scan 3d
.jpg)
.jpg)