Cum să îmbunătățiți imprimarea 3D
Cu tehnologiile de imprimare 3D, devenind din ce în ce mai mult un pilon în operațiunile moderne de producție, producătorii de echipamente originale (OEM), casele de software, fabricile de imprimare 3D și producătorii contractuali se străduiesc să regleze eficiența și repetabilitatea acestor metode de producție. Variabilitatea în imprimarea 3D a produselor a fost o preocupare majoră a managementului de zeci de ani. Inginerii și managerii de producție acordă o atenție specială consistenței produsului în ceea ce privește precizia dimensională și proprietățile materialului, cum ar fi porozitatea, rezistența, temperatura și rezistența chimică.
Nivelurile actuale de consistență în imprimarea 3D - cunoscute și sub denumirea de „fabricație aditivă” - sunt suficiente pentru multe produse. Acestea includ matrițe, jucării, dispozitive dentare, lentile optice, ochelari, plăci cu circuite imprimate (PCB), unele antene și senzori și piese de schimb din metal și plastic fără greutate pentru locomotive, echipamente industriale grele, avioane și echipamente militare.
Cu toate acestea, aceasta este încă o porțiune relativ mică a pieței potențiale în care această tehnologie de fabricație ar putea fi aplicată dacă ar putea crește consistența producției sale. Înțelegând acest lucru, industria de fabricație aditivă lansează un atac pe scară largă asupra problemei. Asaltul este un efort cu trei direcții care folosește hardware, software și sisteme de management pentru a reduce variabilitatea obiectelor tipărite.
Hardware. Este greu să îmbunătățiți producția de imprimare 3D fără a lua în considerare hardware-ul imprimantelor în sine (de exemplu, motoare, capete de imprimare, lasere), precum și dispozitive hardware, cum ar fi senzori de temperatură, senzori de umiditate și camere cu raze X pentru a monitoriza calitatea și prinzi erorile strat cu strat în timpul procesului de imprimare. Velo3D, un producător californian de imprimante, este un exemplu de companie ale cărei utilaje pot monitoriza piese metalice în timpul procesului de imprimare. Prin utilizarea senzorilor, imprimantele sale pot fi mărite cu un sistem care monitorizează lucruri precum nivelurile de oxigen, umiditatea și nivelurile de pulbere neutilizate. Acest nivel de vizibilitate și control le permite să obțină randamente mai mari și o repetabilitate mai mare pentru multe tipuri de produse fără a fi nevoie de post-procesare (rafinarea produsului după ce a ieșit din imprimanta 3D).
Eforturile de îmbunătățire a procesului de imprimare pot implica, de asemenea, instrumente de fabricație convenționale (subtractive), care sunt utilizate pentru a îmbunătăți consistența strat cu strat. Mașinile 3DEO, un alt producător californian de imprimante, au senzori pentru a valorifica datele în timp real privind precizia dimensională și parametrii de proces pentru a optimiza tipăririle. Pe baza acestor date, mașinile 3DEO utilizează un instrument de tăiere (o micro-freză) care tund marginile și caracteristicile interne, cum ar fi grile și găuri, pentru a atinge toleranțele necesare și geometriile dorite. Tunderea se face strat cu strat.
Software și date. Inteligența artificială și învățarea automată joacă, de asemenea, un rol important în unitatea de a face produsele tipărite 3D mai consistente. Acestea sunt utilizate pentru a optimiza configurația materialelor, caracteristicile de proiectare, setările imprimantei, procesele de imprimare și condițiile de mediu pentru realizarea unui produs. Aceste tehnologii pot crea bucle de feedback de producție care elimină automat defectele de imprimare și pot reduce semnificativ inconsecvențele ieșirilor între imprimante și în timp.