3D లో ముందుకు: 3D మెటల్ ప్రింటింగ్‌లో సవాళ్లను అధిగమించండి

సర్వో మోటార్లు మరియు రోబోలు సంకలిత అనువర్తనాలను మారుస్తున్నాయి. సంకలిత మరియు వ్యవకలన తయారీ కోసం రోబోటిక్ ఆటోమేషన్ మరియు అధునాతన చలన నియంత్రణను అమలు చేస్తున్నప్పుడు తాజా చిట్కాలు మరియు అనువర్తనాలను తెలుసుకోండి, అలాగే తదుపరి ఏమిటి: హైబ్రిడ్ సంకలిత/వ్యవకలన పద్ధతులను ఆలోచించండి.

అడ్వాన్సింగ్ ఆటోమేషన్

సారా మెల్లిష్ మరియు రోజ్మేరీ బర్న్స్ చేత

విద్యుత్ మార్పిడి పరికరాలు, మోషన్ కంట్రోల్ టెక్నాలజీ, అత్యంత సరళమైన రోబోలు మరియు ఇతర అధునాతన సాంకేతికతల మిశ్రమాన్ని స్వీకరించడం పారిశ్రామిక దృశ్యంలో కొత్త తయారీ ప్రక్రియల వేగవంతమైన వృద్ధికి చోదక కారకాలు. ప్రోటోటైప్‌లు, భాగాలు మరియు ఉత్పత్తులను తయారు చేసే విధానంలో విప్లవాత్మక మార్పులు, సంకలిత మరియు వ్యవకలన తయారీ అనేవి తయారీదారులు పోటీతత్వంతో ఉండటానికి ప్రయత్నిస్తున్న సామర్థ్యం మరియు ఖర్చు ఆదాను అందించిన రెండు ప్రధాన ఉదాహరణలు.

3D ప్రింటింగ్‌గా పిలువబడే సంకలిత తయారీ (AM) అనేది సాంప్రదాయేతర పద్ధతి, ఇది సాధారణంగా డిజిటల్ డిజైన్ డేటాను ఉపయోగించి దిగువ నుండి పైకి పొరల వారీగా పదార్థాలను కలపడం ద్వారా ఘన త్రిమితీయ వస్తువులను సృష్టిస్తుంది. తరచుగా వ్యర్థాలు లేకుండా నియర్-నెట్-షేప్ (NNS) భాగాలను తయారు చేయడం ద్వారా, ప్రాథమిక మరియు సంక్లిష్టమైన ఉత్పత్తి డిజైన్‌ల కోసం AM వాడకం ఆటోమోటివ్, ఏరోస్పేస్, శక్తి, వైద్య, రవాణా మరియు వినియోగదారు ఉత్పత్తుల వంటి పరిశ్రమలను విస్తరించడం కొనసాగుతుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, తీసివేత ప్రక్రియలో 3D ఉత్పత్తిని సృష్టించడానికి అధిక ఖచ్చితత్వ కటింగ్ లేదా మ్యాచింగ్ ద్వారా పదార్థం యొక్క బ్లాక్ నుండి విభాగాలను తొలగించడం జరుగుతుంది.

కీలక తేడాలు ఉన్నప్పటికీ, సంకలిత మరియు వ్యవకలన ప్రక్రియలు ఎల్లప్పుడూ పరస్పరం ప్రత్యేకమైనవి కావు - ఎందుకంటే వాటిని ఉత్పత్తి అభివృద్ధి యొక్క వివిధ దశలను పూర్తి చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు. సంకలిత ప్రక్రియ ద్వారా ప్రారంభ భావన నమూనా లేదా నమూనా తరచుగా సృష్టించబడుతుంది. ఆ ఉత్పత్తిని ఖరారు చేసిన తర్వాత, పెద్ద బ్యాచ్‌లు అవసరం కావచ్చు, వ్యవకలన తయారీకి తలుపులు తెరుస్తుంది. ఇటీవల, సమయం చాలా ముఖ్యమైన చోట, దెబ్బతిన్న/అరిగిపోయిన భాగాలను మరమ్మతు చేయడం లేదా తక్కువ లీడ్ టైమ్‌తో నాణ్యమైన భాగాలను సృష్టించడం వంటి వాటికి హైబ్రిడ్ సంకలిత/వ్యవకలన పద్ధతులు వర్తించబడుతున్నాయి.

ముందుకు ఆటోమేట్ చేయి

కఠినమైన కస్టమర్ డిమాండ్లను తీర్చడానికి, తయారీదారులు స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్, నికెల్, కోబాల్ట్, క్రోమ్, టైటానియం, అల్యూమినియం మరియు ఇతర అసమాన లోహాల వంటి వైర్ పదార్థాలను తమ పార్ట్ నిర్మాణంలో అనుసంధానిస్తున్నారు, మృదువైన కానీ బలమైన సబ్‌స్ట్రేట్‌తో ప్రారంభించి కఠినమైన, దుస్తులు-నిరోధక భాగంతో పూర్తి చేస్తున్నారు. పాక్షికంగా, సంకలిత మరియు వ్యవకలన తయారీ వాతావరణాలలో, ముఖ్యంగా వైర్ ఆర్క్ సంకలిత తయారీ (WAAM), WAAM-వ్యవకలనం, లేజర్ క్లాడింగ్-వ్యవకలనం లేదా అలంకరణ వంటి ప్రక్రియలకు సంబంధించిన వాటిలో ఎక్కువ ఉత్పాదకత మరియు నాణ్యత కోసం అధిక పనితీరు పరిష్కారాల అవసరాన్ని ఇది వెల్లడించింది. ముఖ్యాంశాలు:

• అధునాతన సర్వో టెక్నాలజీ:డైమెన్షనల్ ఖచ్చితత్వం మరియు ముగింపు నాణ్యతకు సంబంధించిన టైమ్-టు-మార్కెట్ లక్ష్యాలు మరియు కస్టమర్ డిజైన్ స్పెసిఫికేషన్‌లను మెరుగ్గా పరిష్కరించడానికి, తుది వినియోగదారులు సరైన చలన నియంత్రణ కోసం సర్వో సిస్టమ్‌లతో (స్టెప్పర్ మోటార్‌లపై) అధునాతన 3D ప్రింటర్‌ల వైపు మొగ్గు చూపుతున్నారు. యాస్కావా యొక్క సిగ్మా-7 వంటి సర్వో మోటార్‌ల ప్రయోజనాలు సంకలిత ప్రక్రియను దాని తలపైకి తిప్పుతాయి, ప్రింటర్-బూస్టింగ్ సామర్థ్యాల ద్వారా సాధారణ సమస్యలను అధిగమించడంలో తయారీదారులకు సహాయపడతాయి:
  • వైబ్రేషన్ సప్రెషన్: బలమైన సర్వో మోటార్లు వైబ్రేషన్ సప్రెషన్ ఫిల్టర్‌లను కలిగి ఉంటాయి, అలాగే యాంటీ-రెసొనెన్స్ మరియు నాచ్ ఫిల్టర్‌లను కలిగి ఉంటాయి, ఇవి స్టెప్పర్ మోటార్ టార్క్ రిపుల్ వల్ల కలిగే దృశ్యపరంగా అసహ్యకరమైన స్టెప్డ్ లైన్‌లను తొలగించగల చాలా మృదువైన కదలికను అందిస్తాయి.
  • వేగ మెరుగుదల: 350 mm/సెకను ముద్రణ వేగం ఇప్పుడు వాస్తవం, స్టెప్పర్ మోటారును ఉపయోగించి 3D ప్రింటర్ యొక్క సగటు ముద్రణ వేగాన్ని రెట్టింపు చేయడం కంటే ఎక్కువ. అదేవిధంగా, రోటరీని ఉపయోగించి 1,500 mm/సెకను వరకు ప్రయాణ వేగాన్ని లేదా లీనియర్ సర్వో టెక్నాలజీని ఉపయోగించి 5 మీటర్లు/సెకను వరకు సాధించవచ్చు. అధిక-పనితీరు గల సర్వోల ద్వారా అందించబడిన అత్యంత వేగవంతమైన త్వరణ సామర్థ్యం 3D ప్రింట్ హెడ్‌లను వాటి సరైన స్థానాలకు మరింత వేగంగా తరలించడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. కావలసిన ముగింపు నాణ్యతను చేరుకోవడానికి మొత్తం వ్యవస్థను నెమ్మది చేయవలసిన అవసరాన్ని తగ్గించడానికి ఇది చాలా దూరం వెళుతుంది. తదనంతరం, మోషన్ కంట్రోల్‌లో ఈ అప్‌గ్రేడ్ అంటే తుది వినియోగదారులు నాణ్యతను త్యాగం చేయకుండా గంటకు ఎక్కువ భాగాలను తయారు చేయగలరు.
  • ఆటోమేటిక్ ట్యూనింగ్: సర్వో సిస్టమ్‌లు స్వతంత్రంగా వాటి స్వంత కస్టమ్ ట్యూనింగ్‌ను నిర్వహించగలవు, ఇది ప్రింటర్ యొక్క మెకానిక్స్‌లో మార్పులకు లేదా ప్రింటింగ్ ప్రక్రియలోని వైవిధ్యాలకు అనుగుణంగా మారడాన్ని సాధ్యం చేస్తుంది. 3D స్టెప్పర్ మోటార్లు స్థాన అభిప్రాయాన్ని ఉపయోగించవు, దీని వలన ప్రక్రియలలో మార్పులు లేదా మెకానిక్స్‌లో వ్యత్యాసాలను భర్తీ చేయడం దాదాపు అసాధ్యం.
  • ఎన్‌కోడర్ ఫీడ్‌బ్యాక్: సంపూర్ణ ఎన్‌కోడర్ ఫీడ్‌బ్యాక్‌ను అందించే బలమైన సర్వో సిస్టమ్‌లు ఒక్కసారి మాత్రమే హోమింగ్ రొటీన్‌ను నిర్వహించాలి, ఫలితంగా ఎక్కువ అప్‌టైమ్ మరియు ఖర్చు ఆదా అవుతుంది. స్టెప్పర్ మోటార్ టెక్నాలజీని ఉపయోగించే 3D ప్రింటర్‌లకు ఈ ఫీచర్ లేదు మరియు అవి పవర్ ఆన్ చేయబడిన ప్రతిసారీ హోమ్ చేయాల్సి ఉంటుంది.
  • ఫీడ్‌బ్యాక్ సెన్సింగ్: 3D ప్రింటర్ యొక్క ఎక్స్‌ట్రూడర్ తరచుగా ప్రింటింగ్ ప్రక్రియలో అడ్డంకిగా ఉంటుంది మరియు స్టెప్పర్ మోటారుకు ఎక్స్‌ట్రూడర్ జామ్‌ను గుర్తించే ఫీడ్‌బ్యాక్ సెన్సింగ్ సామర్థ్యం ఉండదు - ఈ లోటు మొత్తం ప్రింట్ జాబ్ నాశనానికి దారితీస్తుంది. దీన్ని దృష్టిలో ఉంచుకుని, సర్వో సిస్టమ్‌లు ఎక్స్‌ట్రూడర్ బ్యాకప్‌లను గుర్తించగలవు మరియు ఫిలమెంట్ స్ట్రిప్పింగ్‌ను నిరోధించగలవు. ఉన్నతమైన ప్రింటింగ్ పనితీరుకు కీలకం అధిక-రిజల్యూషన్ ఆప్టికల్ ఎన్‌కోడర్ చుట్టూ కేంద్రీకృతమై ఉన్న క్లోజ్డ్-లూప్ సిస్టమ్‌ను కలిగి ఉండటం. 24-బిట్ అబ్సల్యూట్ హై-రిజల్యూషన్ ఎన్‌కోడర్‌తో సర్వో మోటార్లు ఎక్కువ అక్షం మరియు ఎక్స్‌ట్రూడర్ ఖచ్చితత్వం కోసం, అలాగే సింక్రొనైజేషన్ మరియు జామ్ రక్షణ కోసం 16,777,216 బిట్స్ క్లోజ్డ్-లూప్ ఫీడ్‌బ్యాక్ రిజల్యూషన్‌ను అందించగలవు.
• అధిక పనితీరు గల రోబోలు:బలమైన సర్వో మోటార్లు సంకలిత అనువర్తనాలను మార్చినట్లే, రోబోలు కూడా అలాగే ఉన్నాయి. వాటి అద్భుతమైన పాత్ పనితీరు, దృఢమైన యాంత్రిక నిర్మాణం మరియు అధిక ధూళి రక్షణ (IP) రేటింగ్‌లు - అధునాతన యాంటీ-వైబ్రేషన్ నియంత్రణ మరియు బహుళ-అక్ష సామర్థ్యంతో కలిపి - 3D ప్రింటర్‌ల వినియోగాన్ని చుట్టుముట్టే డిమాండ్ ప్రక్రియలకు, అలాగే వ్యవకలన తయారీ మరియు హైబ్రిడ్ సంకలిత/వ్యవకలన పద్ధతులకు కీలక చర్యలకు అత్యంత సౌకర్యవంతమైన ఆరు-అక్షాల రోబోట్‌లను ఆదర్శవంతమైన ఎంపికగా చేస్తాయి.
  3D ప్రింటింగ్ యంత్రాలకు అనుబంధంగా రోబోటిక్ ఆటోమేషన్ బహుళ-యంత్ర సంస్థాపనలలో ముద్రిత భాగాల నిర్వహణను విస్తృతంగా కలిగి ఉంటుంది. ప్రింట్ యంత్రం నుండి వ్యక్తిగత భాగాలను అన్‌లోడ్ చేయడం నుండి, బహుళ-భాగాల ముద్రణ చక్రం తర్వాత భాగాలను వేరు చేయడం వరకు, అత్యంత సరళమైన మరియు సమర్థవంతమైన రోబోలు ఎక్కువ నిర్గమాంశ మరియు ఉత్పాదకత లాభాల కోసం కార్యకలాపాలను ఆప్టిమైజ్ చేస్తాయి.
  సాంప్రదాయ 3D ప్రింటింగ్‌లో, రోబోలు పౌడర్ నిర్వహణ, అవసరమైనప్పుడు ప్రింటర్ పౌడర్‌ను రీఫిల్ చేయడం మరియు పూర్తయిన భాగాల నుండి పౌడర్‌ను తొలగించడంలో సహాయపడతాయి. అదేవిధంగా, గ్రైండింగ్, పాలిషింగ్, డీబరింగ్ లేదా కటింగ్ వంటి మెటల్ ఫాబ్రికేషన్‌తో ప్రసిద్ధి చెందిన ఇతర పార్ట్ ఫినిషింగ్ పనులను సులభంగా సాధించవచ్చు. నాణ్యత తనిఖీ, అలాగే ప్యాకేజింగ్ మరియు లాజిస్టిక్స్ అవసరాలను కూడా రోబోటిక్ టెక్నాలజీతో నేరుగా తీర్చడం జరుగుతోంది, ఫ్యాబ్రికేటర్లు కస్టమ్ ఫ్యాబ్రికేషన్ వంటి అధిక విలువ ఆధారిత పనిపై తమ సమయాన్ని కేంద్రీకరించడానికి వీలు కల్పిస్తున్నారు.
  పెద్ద వర్క్‌పీస్‌ల కోసం, 3D ప్రింటర్ ఎక్స్‌ట్రూషన్ హెడ్‌ను నేరుగా తరలించడానికి లాంగ్-రీచ్ ఇండస్ట్రియల్ రోబోట్‌లను ఉపయోగిస్తున్నారు. ఇది, తిరిగే బేస్‌లు, పొజిషనర్లు, లీనియర్ ట్రాక్‌లు, గ్యాంట్రీలు మరియు మరిన్ని వంటి పరిధీయ సాధనాలతో కలిపి, స్పేషియల్ ఫ్రీ-ఫారమ్ నిర్మాణాలను సృష్టించడానికి అవసరమైన వర్క్‌స్పేస్‌ను అందిస్తోంది. క్లాసికల్ రాపిడ్ ప్రోటోటైపింగ్ కాకుండా, పెద్ద వాల్యూమ్ ఫ్రీ-ఫారమ్ భాగాలు, అచ్చు రూపాలు, 3D-ఆకారపు ట్రస్ నిర్మాణాలు మరియు పెద్ద-ఫార్మాట్ హైబ్రిడ్ భాగాల తయారీకి రోబోట్‌లను ఉపయోగిస్తున్నారు.
• మల్టీ-యాక్సిస్ మెషిన్ కంట్రోలర్లు:ఒకే వాతావరణంలో 62 అక్షాల చలనాన్ని అనుసంధానించడానికి వినూత్న సాంకేతికత ఇప్పుడు సంకలిత, వ్యవకలన మరియు హైబ్రిడ్ ప్రక్రియలలో ఉపయోగించే విస్తృత శ్రేణి పారిశ్రామిక రోబోట్‌లు, సర్వో సిస్టమ్‌లు మరియు వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డ్రైవ్‌ల యొక్క బహుళ-సమకాలీకరణను సాధ్యం చేస్తోంది. MP3300iec వంటి PLC (ప్రోగ్రామబుల్ లాజిక్ కంట్రోలర్) లేదా IEC మెషిన్ కంట్రోలర్ యొక్క పూర్తి నియంత్రణ మరియు పర్యవేక్షణలో పరికరాల మొత్తం కుటుంబం ఇప్పుడు సజావుగా కలిసి పనిచేయగలదు. తరచుగా MotionWorks IEC వంటి డైనమిక్ 61131 IEC సాఫ్ట్‌వేర్ ప్యాకేజీతో ప్రోగ్రామ్ చేయబడిన ఈ ప్రొఫెషనల్ ప్లాట్‌ఫారమ్‌లు సుపరిచితమైన సాధనాలను (అంటే, RepRap G-కోడ్‌లు, ఫంక్షన్ బ్లాక్ డయాగ్రామ్, స్ట్రక్చర్డ్ టెక్స్ట్, లాడర్ డయాగ్రామ్, మొదలైనవి) ఉపయోగిస్తాయి. సులభమైన ఏకీకరణను సులభతరం చేయడానికి మరియు యంత్రం అప్‌టైమ్‌ను ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి, బెడ్ లెవలింగ్ పరిహారం, ఎక్స్‌ట్రూడర్ ప్రెజర్ అడ్వాన్స్ కంట్రోల్, బహుళ స్పిండిల్ మరియు ఎక్స్‌ట్రూడర్ కంట్రోల్ వంటి రెడీమేడ్ సాధనాలు చేర్చబడ్డాయి.
• అధునాతన తయారీ వినియోగదారు ఇంటర్‌ఫేస్‌లు:3D ప్రింటింగ్, షేప్ కటింగ్, మెషిన్ టూల్ మరియు రోబోటిక్స్‌లోని అప్లికేషన్‌లకు చాలా ప్రయోజనకరంగా, విభిన్న సాఫ్ట్‌వేర్ ప్యాకేజీలు త్వరగా అనుకూలీకరించడానికి సులభమైన గ్రాఫికల్ మెషిన్ ఇంటర్‌ఫేస్‌ను అందించగలవు, ఎక్కువ బహుముఖ ప్రజ్ఞకు మార్గాన్ని అందిస్తాయి. సృజనాత్మకత మరియు ఆప్టిమైజేషన్‌ను దృష్టిలో ఉంచుకుని రూపొందించబడిన యాస్కావా కంపాస్ వంటి సహజమైన ప్లాట్‌ఫారమ్‌లు తయారీదారులను బ్రాండ్ చేయడానికి మరియు స్క్రీన్‌లను సులభంగా అనుకూలీకరించడానికి అనుమతిస్తాయి. కోర్ మెషిన్ లక్షణాలను చేర్చడం నుండి కస్టమర్ అవసరాలను తీర్చడం వరకు, తక్కువ ప్రోగ్రామింగ్ అవసరం - ఈ సాధనాలు ముందే నిర్మించిన C# ప్లగ్-ఇన్‌ల యొక్క విస్తృతమైన లైబ్రరీని అందిస్తాయి లేదా కస్టమ్ ప్లగ్-ఇన్‌ల దిగుమతిని ప్రారంభిస్తాయి.

పైకి లేచు

ఏక సంకలిత మరియు వ్యవకలన ప్రక్రియలు ప్రజాదరణ పొందినప్పటికీ, రాబోయే కొన్ని సంవత్సరాలలో హైబ్రిడ్ సంకలిత/వ్యవకలన పద్ధతి వైపు ఎక్కువ మార్పు జరుగుతుంది. 2027 నాటికి 14.8 శాతం సమ్మేళనం వార్షిక వృద్ధి రేటు (CAGR) వద్ద వృద్ధి చెందుతుందని అంచనా.^{1. 1.}, హైబ్రిడ్ సంకలిత తయారీ యంత్ర మార్కెట్ పెరుగుతున్న కస్టమర్ డిమాండ్లను తీర్చడానికి సిద్ధంగా ఉంది. పోటీని అధిగమించడానికి, తయారీదారులు తమ కార్యకలాపాల కోసం హైబ్రిడ్ పద్ధతి యొక్క లాభాలు మరియు నష్టాలను తూకం వేయాలి. అవసరమైన విధంగా భాగాలను ఉత్పత్తి చేయగల సామర్థ్యంతో, కార్బన్ పాదముద్రలో గణనీయమైన తగ్గింపుతో, హైబ్రిడ్ సంకలిత/వ్యవకలన ప్రక్రియ కొన్ని ఆకర్షణీయమైన ప్రయోజనాలను అందిస్తుంది. ఏదేమైనా, ఈ ప్రక్రియల కోసం అధునాతన సాంకేతికతలను విస్మరించకూడదు మరియు ఎక్కువ ఉత్పాదకత మరియు ఉత్పత్తి నాణ్యతను సులభతరం చేయడానికి షాప్ ఫ్లోర్‌లలో అమలు చేయాలి.