Тэсвэртэй ба Нийлмэл: Функцтэй, жижиг багцын хурдан үйлдвэрлэлийн тулд SLS-г PA12-тэй хамт ашиглах

Сонгон шилжүүлэгч лазерын спектэршил (SLS) технологи нь уламжлалт хэрэгсэл хэрэглэх шаардлагагүйгээр нарийн, үйл ажиллагааны хэсгүүдийг үйлдвэрлэх боломжийг олгох замаар үйлдвэрлэлийн салбарт хувьсгал гаргасан. PA12 (Полиамид 12) материалтай хослуулбал энэ дэвшилтэт үйлдвэрлэлийн процесс нь цөөн бага серийн үйлдвэрлэл болон хурдан загварчлалын хэрэгцээнд гайхалтай үр дүнгээр хангана. PA12-ийн онцгой чанарууд болох бат бөх чанар, химийн эсэргүүцэл, хэмжээний тогтвортой байдал зэрэг нь уламжлалт үйлдвэрлэлийн аргууд хангалтгүй байх жинхэнэ үйлдвэрлэлийн хэрэгцээнд түүнийг онцгой сонголт болгож өгдөг.

Хурдан үйлдвэрлэлийн шийдлийн эрэлт ихсэж байгаа нь SLS технологийг орчин үеийн үйлдвэрлэлийн стратегийн тулгамдсан хэсэг болгож байна. Олон салбарын компаниуд зах зээлд гаргах хугацааг багасгаж, нөөцийн зардлыг хэмнэж, загварчлалын уян хатан чадварыг нэмэгдүүлэхийн тулд энэ нэмэгдүүлэн үйлдвэрлэх аргачлал руу байнга хандаж байна. Функцтэй загвар болон эцсийн бүтээгдэхүүнийг зэрэг үйлдвэрлэх чадвар нь компанийн бүтээгдэхүүний хөгжил, жижиг хэмжээний үйлдвэрлэлийн арга барилд шинэчлэлт оруулсан.

SLS технологийг ойлгох ба PA12 материаллын шинж чанар

Сонгон лазер шахмалжуулахын үндсэн зарчим

Сонгон шилжүүлэх лазерын спекер (Selective Laser Sintering) нь хүчтэй лазер ашиглан порошок материалыг давхар бүрэх байдлаар холбож, цифров загвараас гурван хэмжээст объект үүсгэдэг. Энэхүү үйл явц нь бүтээгдэхүүний платформ дээр PA12 порошокийн нимгэн давхаргыг тараагаад, дараа нь хийж буй хэсгийн хөндлөн огтлолын загварын дагуу лазер нь порошокийн жижиг хэсгүүдийг сонгон шахдаг. Энэ давхар бүрэх арга нь дотоод хоолой, хөдөлгөөнт хэсгүүд, нарийн торлог бүтэц зэрэг маш нарийн олон талт геометрийг бий болгох боломжийг олгоно. Ийм бүтцүүдийг хэвийн үйлдвэрлэлийн аргаар үйлдвэрлэх нь боломжгүй эсвэл маш өндөр өртөгтэй байдаг.

SLS технологийн нарийвчлал болон нарийн тодорхойлолт нь бүтээгдэхүүний хийх өрөөнд тогтмол температурын хяналтыг хангаж, бүх хэсэгт материал нь ижил шинж чанартай байх боломжийг олгодогт оршдог. Дэвшилтэт SLS системүүд нь том эсвэл нарийн бүтэцтэй деталуудын хувьд ч гэсэн муруйхийг урьдчилан сэргийлж, хэмжээсийн нарийвчлалыг хадгалдаг дэвшилтэт дулаан зохицуулах системийг агуулдаг. Энэ түвшний хяналт нь хатуу хэмжээний зөрүү болон ажиллах шаардлагуудыг хангах ёстой функциональ хэсгүүдийг үйлдвэрлэхэд энэ технологийг онцгойлох боломжийг олгодог.

PA12 материалийн шинж чанар ба хэрэглээ

Полиамид 12 нь онцгой механик шинж чанар, химийн эсэргүүцэл болон боловсруулалтын шинж чанарынх нь давуу талаар термопластик материалуудаас ялгардаг. Энэ материал нь ажиллах явцад дахин давтагдах ачаалал тэсвэрлэх чадвар сайтай байдаг тул үйлчилгээний амьдралын туршид дахин давтагдах ачаалалд оролцдог хэсгүүдэд тохиромжтой. Чийгийг бага шингээдэг тул орчны нөхцөл байдлаас үл хамааран хэмжээний тогтвортой байдлыг хангаж, байгалийн уян хатан чанараараа бүтцийн бат бөх байдлыг алдалгүй нугалах холбоос, шахах зузаан хэсгийг үйлдвэрлэх боломжийг олгодог.

PA12-ийн биологийн нийцэлт чанар нь материалыг захидалтын протез, мэс заслын удирдамж болон эмнэлгийн төхөөрөмжид ашиглах боломжийг нээсэн бөгөөд энэ нь анагаах ухаан ба эрүүл мэндийн салбарт хэрэглээг нэмэгдүүлсэн. Мөн энэ нь шатахуун, тос, уусгагчийн эсрэг тэсвэрт чанар сайтай байдгаараа автомашин, нисэх онгоцны деталд ашиглахад тохиромжтой сонголт болдог. Материалын өргөн температурын хязгаарт чанарыг хадгалж чаддаг чадвар нь дулааны цикл ихтэй хүнд даамнуулсан үйлдвэрлэлийн орчинд хэрэглэх боломжийг илүү өргөтгөдөг.

Жижиг хэмжээний нийлүүлэлтийн үйлдвэрлэлд SLS-ийн давуу тал

Зургийн эрх мэдээлэл ба ихэвчлэн бүтэц

Хэрэглэхийн хамгийн том давуу тал нь SLS 3D хэвлэлийн үйлчилгээ үйлдвэрлэгчдэд олгох нь хязгааргүй загварчлалын чөлөө юм. Хэрэгсэлийн хязгаарлалт, машинд тавих боломж зэрэгт суурилсан уламжлалт үйлдвэрлэлийн арга замаас ялгаатай нь SLS нь бараг ямар ч геометртэй деталь үйлдвэрлэх боломжийг олгодог. Энэ боломж нь инженерчид функциональ байдлыг нь сайжруулах зорилгоор загварыг сонгох боломжийг олгох бөгөөд ийм деталь доторх нарийн бүтцийг, нэг цахим хийлтийн явцад олон төрлийн материал ашиглах, эсвэл хэд хэдэн цуглуулгын алхам шаарддаг байх геометрийг агуулж болох болно.

Олон тооны бүрэлдэхүүн хэсгийг нэг цахим хийлттэй цуглуулга болгон нэгтгэх чадвар нь баглах, найралтах, механик бэхэлгээний зэрэг хоёрдогч үйлдлүүдийг хэрэггүй болгодог. Энэ нэгтгэл нь үйлдвэрлэлийн цаг, зардлыг бууруулахад тусладаггүй зөвхөн холболтын цэг эсвэл зааг дээр гарч болох гэмтлийн цэгүүдийг арилгадаг. Бага хэмжээний серийн үйлдвэрлэлд энэ нь удирдах бүрэлдэхүүн хэсгийн тоог бууруулах, цуглуулгын нарийн төвөгшлөлийг багасгах, бүтээгдэхүүний найдвартай байдлыг сайжруулахыг хангана.

Зардал хэмнэлт ба цаг хэмнэлт

Уламжлалт үйлдвэрлэлийн аргууд нь ихэвчлэн багаж хэрэгсэл, бэхэлгээ, суурилуулалтын ажиллагааны өмнөх хөрөнгө оруулалтыг шаарддаг бөгөөд энэ нь жижиг партийн үйлдвэрлэлийг эдийн засгийн хувьд боломжгүй болгодог. SLS технологи нь тусгай багаж хэрэгсэл шаарддаггүй тул эдгээр саадыг арилгадаг бөгөөд үйлдвэрлэгчдэд ижил тохируулга ашиглан нэг л загварчлалаас эхлээд хэдэн зуу ширхэг хэсэг хүртэл үйлдвэрлэх боломжийг олгоно. Хэсэг тутмын өртөг нь хэмжээнээс үл хамааран харьцангуй тогтмол байдаг тул уламжлалт аргуудын хувьд өртөгийн хувьд хэтэрхий өндөр байх жижиг хэмжээний үйлдвэрлэлд онцгойлон татам болгодог.

SLS үйлдвэрлэлд олдомжтой байгаа хурдан шилжилтийн хугацаа нь компаниудад зах зээлийн шаардлагууд болон үйлчлүүлэгчийн шаардлагад хурдан хариулах боломжийг олгоно. Хэсгүүдийг ихэвчлэн улирал эсвэл сар шаарддаг агуулах болон үйлдвэрлэлийн үйл явцад шаардагдахгүйгээр хэдхэн хоногт дотор үйлдвэрлэх боломжтой. Энэхүү хурдны давуу тал нь зах зээлд гарах хугацаа чухал байдаг эсвэл өөрчлөлт болон хурдан өөрчлөлтийг хийх нь өрсөлдөх давуу тал олгох чухал байдаг салбарт онцгой ач холбогдолтой.

Салбарт хэрэглэгдэх хүрээ

Автомобил ба хөдөө агаарын бүтээгдэхүүн

Автомашиний салбар нь функциональ прототайп, шууд ашиглах боломжтой хэсгүүд болон тусгай зориулалтын голоочны бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг үйлдвэрлэхэд SLS технологийг хүлээн авчээ. PA12-ийн ямар ч механик шинж чанар нь капотын доорх хэрэглээнд, дотор агуулагдах хэсэгт, мөн уламжлалт материалууд эсвэл өндөр өртөгтэй үйлдвэрлэлийн процесс шаардлагатай зарим цахилгаан хөдөлгүүрийн хэсгүүдэд тохиромжтой болгодог. Цахилгаан машины хөгжилд жин багасгах нь шууд нөлөөлдөг тул оновчтой геометртэй хөнгөн бүтэц үйлдвэрлэх чадвар нь ялангуяа үнэ цэнэтэй болж батлагдсан.

Агаарын хөлгийн техникт PA12-ийн жин багатай, хүч ихтэй чанар болон SLS-ийн геометр хэлбэр үүсгэх чадварыг ашиглан шилэнгийн систем, бэхэлгээний дэл, дотор харагдах хэсгүүдийг үйлдвэрлэдэг. Материал нь дөлөөс хамгаалах чанартай, хий ялгаруулах хэмжээ бага байдаг тул онгоцны доторх орчинд тохиромжтой бөгөөд түүний бат бөх чанар нь хүнд нөхцөлд найдвартай ажиллах боломжийг олгоно. Хүндийн цэвэрлэгээний нарийн хоолой эсвэл жингийн хувьд үр дүнтэй торлог бүтцийг үйлдвэрлэх чадвар нь уламжлалт үйлдвэрлэлийн арга замаас илүү давуу талтай.

Медицин ба Эрүүл мэндийн шийдлүүд

SLA процессоор үйлдвэрлэсэн PA12 материал нь биологийн нийцэлтэй, зайлшгүй шаардлагатай ариутгалыг хангаснаар эмнэлгийн тоног төхөөрөмжийн салбарт томоохон давуу талыг олгоно. Захидалтын дагуу үйлдвэрлэсэн протез, ортопедийн багаж болон мэс заслын хэрэгслүүдийг тухайн өвчтөний шаардлагад нийцүүлэн үйлдвэрлэх боломжтой. Дотоод талын нарийн олон талт геометр бүтцийг үйлдвэрлэх чадвар нь цахилгаан буюу пневматик системд зориулсан дотоод хоолойнуудыг агуулсан, хөнгөн жинтэй протез үйлдвэрлэх боломжийг бий болгож, функциональ чанар болон өвчтөний амгалан байдлыг ихээхэн сайжруулдаг.

Мэс заслын төлөвлөлт ба сургалтын хэрэглээнд SLS технологийг ашиглан мэс заслын нарийн ажилбаруудад бэлтгэхэд туслах, өвчтөн бүрт тохирсон анатомийн загваруудыг үүсгэдэг. Эдгээр загварууд нэг удаагийн үйлдвэрлэлд хэд хэдэн ялгаатай материал агуулж, эдийн төрлүүдийн ялгаатай нягтшилт болон бүтцийг имитаци хийж чаддаг. Хурдан үйлдвэрлэх чадвар нь цаг хугацаа шаардлагатай ангилахад илүүтэй хугацаанд загваруудыг хурдан гаргаж авах боломжийг бий болгодог.

Процессын үр дүнтэй болгох ба чанарын хяналт

Параметрийн хяналт ба тогтвортой байдал

SLS технологийг ашиглан тогтмол, өндөр чанартай үр дүн гаргахын тулд лазерын чадал, сканерийн хурд, давхаргын зузаан, порошкин орны температур гэх мэт олон процессийн параметрийг анхааралтайгаар удирдах шаардлагатай. Дэвшилтэт SLS системүүд нь бүтээгдэхүүний бүхий л үйл явцад хамгийн тохиромжтой нөхцлийг барихын тулд параметрүүдийг автоматаар тохируулдаг бодит цагийн хяналт, урвуу холбооны системийг агуулдаг. Энэ түвшний удирдлага нь деталууд нь хэмжээний нарийвчлал, механик шинж чанарын шаардлагыг үйлдвэрлэлийн бүхий л цувралд тогтмол хангасан байхад үндсэн хэрэг болдог.

Материалын зохицуулалт, бэлтгэл нь процессийг үр дүнтэй болгохдоо чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Шинэ PA12 порош нь дахин ашиглагдсан пороштой тодорхой харьцаагаар зөв нөхцөлд оруулан холих шаардлагатай бөгөөд ингэснээр материалyn шинж чанар тогтвортой байна. Порошийг зөв хадгалах, зөв ашиглах, шигших арга замууд бохирдлоос сэргийлж, жигд орцтой байхад туслах бөгөөд энэ нь шууд бэлэн бүтээгдэхүүний гадаргуугийн төрх, механик шинж чанарт нөлөөлдөг.

Боловсруулалт дараа нь ба гадаргуугийн гоёл чимэглэл

SLS-ийн хэсгүүд нь ихэвчлэн принтерээс шууд гадаад төрх чанартай гардаг боловч, янз бүрийн нэмэлт боловсруулалтын аргууд нь тэдгээрийн гадаад төрх болон үйл ажиллагааг илүү сайжруулах боломжийг олгоно. Уурлаж гладкалах процессыг ашигласнаар гадаргуугийн төрхийг эрс сайжруулах бөгөөд шахмал хэсгүүдийн онцлог бага зэрэг цэвдэг гадаргууг цутгалт шиг жигд гадаргуу болтол бууруулна. Энэхүү боловсруулалт нь эцсийн хэрэглээнд харагдах юмуу, сайжруулсан таглах гадаргуутай шаардлагатай хэсгүүдэд ялангуяа чухал ач холбогдолтой.

Нэмэлт боловсруулалтын сонголтуудад будах, будгийн өнгөөр будах, мөн дамжуулах чадвар, химийн эсэргүүцэл, эсвэл элэгдэлд тэсвэрт чанарыг сайжруулах зэрэг тодорхой үйл ажиллагааны чанарыг олгох бусад давхаргуудыг оруулах орно. Шахмал PA12-ийн нүхтэй байдал нь давхаргууд болон боловсруулалттай сайн наалдах боломжийг бий болгох бөгөөд суурин материал нь анхдагч бүтцийн бат бөхийг хадгалах үед лавшруулсан гадаргуун чанартай деталиудыг үйлдвэрлэх боломжийг олгоно.

Ирээдүйн хөгжил болон шинэ хандлагууд

Материалын шинэчлэлт ба сайжруулалт

PA12-ийн найрлага дахь судалгаа, хөгжил нь SLS үйлдвэрлэлийн боломжуудыг өргөжүүлэхэд цаашлаад тус болдог. Шилэн ширхэг, нүүрстөрөгчийн ширхэг эсвэл минерал дүүргэгчийг нэмсэн батлагдсан хувилбарууд нь суурин PA12-ийн боловсруулалтын онцгой шинж чанарыг хадгалж, хүнд нөхцөл шаардсан хэрэглээнд механик шинж чанарыг сайжруулдаг. Эдгээр дэвшилтэт материалыг агуулсан хэсгүүдийг харьцуулахад харьшлах хүч, хатуулаг, ихэнх тохиолдолд урьдчилан тодорхойлсон хэсгүүдтэй тэнцүү хүчин чармайлтаар үйлдвэрлэх боломжийг олгодог.

Ихэнхдээ орчлонгийн асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд гарч ирсэн био-суурьтай PA12-ийн найрлагууд нь материалд үйлдвэрлэлд хэрэглэхэд хэрэгцээтэй гэж үзэж буй гавьяатай шинж чанарыг хадгалдаг. Эдгээр тэвчээртэй орлох боломжит хувилбарууд нь нефть суурьтай эх үүсвэрийн хамааралд багасгаж, харин стандарт PA12-тэй адил боловсруулах, гүйцэтгэх шинж чанартай байдаг тул бүтээгдэхүүний чанарыг муруйцахгүйгээр компаниудын тэвчээртэй хөгжлийн инициативийг дэмждэг.

Технологийн интеграцын ба Автоматизаци

SLS системд хиймэл оюун болон машин сургалтын технологийг нэвтрүүлэх нь процессын найдвартай байдлыг сайжруулах, деталейн чанарыг илүү дээшлүүлэх боломжийг олгоно. Урьдчилан таамаглах алгоритмууд нь деталейн чанард нөлөөлөхөөс өмнө боломжит асуудлыг илрүүлэхийн тулд бодит цагийн мэдээллийг шинжилж чаддаг бол автоматжуулсан параметрийн үр дүнтэй тохируулгын системүүд материал болон орчны нөхцөлд гарч буй өөрчлөлттэй тааруулахад боловсруулах нөхцөлийг тохируулдаг.

Дэвшилтэт автоматжуулалтын системүүд нь порофорын хариуцлага, деталейг авч гаргах, боловсруулах, чанарын шалгалт зэрэг SLS ажлын бүх явцад хялбарчилал оруулж байна. Роботын системүүд порофорыг дахин боловсруулах, деталейг гаргах, анхдагч цэвэрлэх үйл ажиллагааг харицуулан гарааны ажиллагааг бууруулж, нийцтэй байдлыг сайжруулдаг. Үйлдвэрийн нөөцийн төлөвлөлтийн системтэй нэгтгэснээр үйлдвэрлэлийн хуваарилалт, нөөцийн удирдлагыг хялбар болгох боломжийг олгож, SLS технологийг үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд илүү их таталцалтай болгодог.

Түгээмэл асуулт

PA12 нь бусад материалуудтай харьцуулахад SLS үйлдвэрлэлд яагаад илүү тохиромжтой вэ

PA12 нь SLS хэрэглээнд төгс тохиромжтой шинж чанаруудын онцгой хослолыг санал болгодог. Хайлах цэг нь бага бөгөөд боловсруулалтын цонх нь өргөн байдаг тул дулааны задралаас зайлсхийж тогтвортой синтерлэх боломжийг олгодог бөгөөд эмх замбараагүй гадаргуугийн шилжилтийг хангахын тулд нунтагийн жигд тархалт, нягт бүтэц үүсгэхийг хангана. Материалын байгалийн бат бөх чанар, уян хатан чанар нь SLS үйл явцад гарч байдаг дулааны циклд трещин үүсэхээс сэргийлдэг бөгөөд чийг шингээх чанарын бага байдал нь үйлдвэрлэл болон үйлчилгээний амьдралын туршид хэмжээний тогтвортой байдлыг хадгалж байдаг.

Цөөн тооны багц хийх үед SLS болон уламжлалт үйлдвэрлэлийн хувьд нэг бүтээгдэхүүний өртөг харьцуулахад хэрхэн ялгаатай вэ

Бага хэмжээний үйлдвэрлэлд SLS нь ихэвчлэн уламжлалт үйлдвэрлэлийн арга замаас илүү их эдийн засгийн давуу талыг санал болгодог. Хэсэг тус бүрийн материаллаг зардал нь инжекц, машинд оргохоос өндөр байж болох ч, хэрэгсэл хийх зардал, тохируулах төлбөр, хамгийн бага захиалгын хэмжээг шаарддаггүй нь ихэвчлэн 1000 ширээгүй хэсгийн хувьд нийт зардлыг бууруулдаг. Эдийн засгийн ашиг орлогын цэг нь деталийн нарийн төвөгтэй байдлаас хамааран өөрчлөгддөг боловч SLS-ийн хувьд геометрийн нарийн төвөгтэй байдал ихсэх тутам үйлдвэрлэлийн хэмжээ буурах тусам илүү их эдийн засгийн ашигтай болдог.

SLS PA12 деталиудын хэмжээний хэвийн нарийн тавилт юу вэ

Орчин үеийн SLS системүүд 50 мм-ээс их хэмжээтэй элементүүдийн хувьд ±0.3 мм нарийвчлалыг олж авч чаддаг бөгөөд жижиг элементүүд болон шийдвэрчиг хэмжээсийн хувьд илүү нарийвчлалтай байх боломжтой. Шахмал PA12-ийн изотропик шинж чанар нь бусад зарим нэмэх үйлдвэрлэлийн процессуудтай харьцуулахад бүх чиглэлд нь тогтмол хэмжээний зан ашиглалтыг хангана. Деталийн байршил, дэмжлэгийн шаардлага, хөргөх үеийн дулааны нөлөөлөл зэрэг хүчин зүйлс эцсийн хэмжээсийг нөлөөлж болох боловч туршлагатай үйлчлэгчид зохистой загварчлал ба боловсруулалтын параметрүүдийг сонгосноор эдгээр нөлөөллийг засаж болно.

SLS PA12 деталиуд үйлчилгээний хэрэглээнд ихэвчлэн хэдий хугацаа үргэлжлэх вэ

SLS PA12 хэсгийн үйлчилгээний нас нь ихэвчлэн тухайн хэрэглээ болон ажиллах нөхцлөөс хамаарна. Олон тохиолдолд зөв дизайн болон үйлдвэрлэсэн SLS PA12 бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь уламжлалт аргаар үйлдвэрлэсэн детальтай жишихүйц үйлчилгээний настай байдаг. Материалын онцгой сайн уналтын эсэргүүцэл нь тохиромжтой хэрэглээнд сая болон орох ачааллын мөчлөгийг даах боломжийг олгохоос гадна химийн эсэргүүцэл нь хатуу орчинд урт хугацааны тогтвортой байдлыг хангана. Үндсэн хэрэглээнд зориулсан тохиромжтой аюулгүй байдлын хүчин зүйл болон үйлчилгээний насыг тодорхойлохын тулд тогтмол стрессын шинжилгээ, туршилтын аргачлалыг хэрэглэдэг.