Бъдещи тенденции на настолен 5-осов 3D печат в интелигентното производство и цифровото производство

Въведение

Индустрия 4.0, персонализираното производство и олекотената конструкция стимулират търсенето на по-гъвкави производствени технологии в космическата, автомобилната, биомедицинската, роботиката и оптоелектрониката. Традиционните производствени методи като CNC машинна обработка, леене под налягане и щамповане са ограничени от високите разходи за инструменти, дългите производствени цикли, материалните отпадъци и трудностите при производството на сложни структури.

Конвенционалното FDM и SLA 3D печатане подобрява бързото създаване на прототипи, но все още е изправено пред ограничения от отлагането на слой-по-слой, включително изисквания за поддръжка, повърхностни дефекти и слаба здравина на междинния слой.

За да се справи с тези предизвикателства, 5-осното адитивно производство осигурява по-голяма свобода на дизайна, оптимизирани пътища за печат и подобрена структурна производителност. Основана през 2009 г., Shaoxing Xinshan Science Technology Co., Ltd е разработила настолни 5-осни 3D системи за печат чрез години на научноизследователска и развойна дейност в контрола на движението, оптичните технологии и адитивното производство, поддържайки усъвършенствани прототипи и приложения за интелигентно производство.

Текущо състояние на настолен 5-осов 3D печат

Понастоящем технологията за много{0}}осно адитивно производство е в етап на бърза търговска итерация в глобалното поле за интелигентно производство. Традиционните планарни адитивни решения отдавна са ограничени от фиксирана-логика за подреждане на слоеве и вече не могат да отговорят на търсенето за висока-прецизност, сложна структурна персонализация в цифровото производство. Миниатюризирани решения за много-осно формоване постепенно навлязоха в корпоративните лаборатории за научноизследователска и развойна дейност, индустриални иновационни центрове и университетски изследователски платформи. Цялата индустрия преминава от едно-функционално бързо прототипиране към интегрирана дигитална проверка на процеса. Текущите пазарни характеристики са нисък праг на внедряване на настолни компютри, непрекъсната оптимизация на алгоритмите за контрол на движението и постепенно разширяване на съвместимостта на материалите, образувайки преходно състояние от нишови приложения към индустриална популяризация.

Какво е Desktop 5 Axis 3D?

Основен принцип на работа

Същественият пробив на пет{0}}осовия печат в сравнение с традиционния планарен печат се крие в трансформирането на отлагането на материал с фиксиран един-ъгъл в произволно пространствено конформно формоване въз основа на геометричните характеристики на детайла. Пълната работна логика на независимо разработеното оборудване на Xinshan може да бъде разделена на четири основни връзки: предварителна обработка на дигитален модел, адаптивно не-планарно изчисление на нарязване, много-контрол на движението на синхронната връзка по осите и-компенсация на грешката на траекторията в реално време по време на печат.

Първо, потребителите импортират STL, STEP и други универсални 3D дизайнерски файлове, генерирани от SolidWorks, UG, Fusion 360 и друг масов CAD софтуер във вградената-интелигентна система за нарязване. За разлика от хоризонталното наслояване с фиксирана еднаква -дебелина на обикновения софтуер за рязане, собственият алгоритъм на Xinshan автоматично идентифицира надвиснали повърхности, вътрешни кухини, извити профили и-носещи натоварване структурни зони на модела, изчислява оптималния нормален вектор на отлагане на материала за всяка геометрична характеристика и разделя целия детайл на непрекъснати пространствени извити слоеве, а не на дискретни хоризонтални срезове. Системата приоритизира подреждането на пътеките за натрупване на нишки по посоката на вътрешното предаване на напрежението на частите, което фундаментално елиминира дефектите на междуслойното свързване при планарния печат.

Второ, по време на целия процес на печат, двете въртящи се оси, инсталирани под платформата за печат, динамично регулират ъгъла на наклона и позицията на въртене на детайла в реално време синхронно с движението на X/Y/Z линейните оси на дюзите. При отпечатване на окачени извити структури, затворени топлоотвеждащи канали и елементи с дълбоко подрязване, оборудването винаги поддържа повърхността на формоване в рамките на оптималния ъгъл на отлагане от 30 градуса -40 градуса спрямо екструзионната дюза, така че най-сложните геометрични форми да могат да бъдат завършени без никакви спомагателни поддържащи материали. За отделни ултра-големи надвесени части, които изискват частични опори, потреблението на поддържащи консумативи е намалено с повече от 45% в сравнение с традиционните принтери, а премахването на опорите няма да остави драскотини по извити повърхности.

Трето, вградената-в-затворена система за управление на движението на сервопривода поддържа компенсация на грешки в реално-време на микронно-ниво. Високо{5}}твърдата-алуминиева рамка от лят под налягане ефективно потиска механичните вибрации, генерирани по време на високо-скоростно много-движение на връзката на осите, осигурявайки многократна точност на позициониране от ±0,008 mm за дългосрочен-продължителен печат. Всички параметри на движение могат да се регулират с едно щракване според различни типове консумативи, включително PLA, ABS, PETG, нишки, подсилени с въглеродни влакна, високо{12}}температурни инженерни пластмаси и гъвкави TPU материали, което значително намалява прага за отстраняване на грешки за инженери без професионална много-осна работа.

Концентрираните основни технически предимства, сортирани от техническия екип за научноизследователска и развойна дейност на Xinshan, са както следва:

1. Пълно елиминиране на анизотропията при печат: Отлагането на материала следва разпределението на напрежението, якостта на опън на отпечатаните компоненти се увеличава от 2~6 пъти при идентични условия на консуматива, подходящо за функционални части,-носещи динамично натоварване;
2. Поддържайте-свободно формоване за най-сложни геометрии: Спестете разходи за консумативи, намалете натоварването след{1}}обработката, запазете пълна гладка извита текстура на повърхността;
3. Интегрирано оформяне на затворени вътрешни канали от една част: Традиционните принтери не могат да почистват остатъчните опори в напълно затворени кухини, докато печатът по пет- оси решава тази болезнена точка напълно, широко прилаган в тръбопроводи за охлаждане на автомобили и прототипи на хидравлични колектори;
4. Адаптивен към подреждането на посоката на материал от композитни влакна: Прецизно контролирайте посоките на полагане на въглеродни влакна и стъклени влакна, за да увеличите съотношението на лека якост;
5. Компактно оформление на работния плот: Заема само 0,7 квадратни метра място за поставяне, може да се разположи в офис зони, университетски лаборатории и малки R&D работилници без специална фабрична трансформация.

Технически предимства

Първо, той нарушава ограничението за формиране на равнина и реализира свободно пространствено производство на сложни геометрични характеристики, разширявайки значително границата на печат на индустриални структурни части. Второ, елиминира повтарящите се грешки при затягане и позициониране, подобрява общата консистенция на размерите и структурната цялост на частите. Трето, той оптимизира вътрешното разпределение на напрежението на формованите компоненти, като ефективно подобрява анизотропните дефекти на традиционното ламинирано формоване. Четвърто, намалява загубата на материали и работното натоварване след-обработката, като значително подобрява ефективността на итерацията на цифров прототип. Пето, той поддържа безпроблемно свързване с цифрови двойни системи и платформи за генеративен дизайн, образувайки затворен-цикличен интелигентен производствен процес от симулация на дизайн до физическа проверка.
 

Стойност на приложението в индустрията

Настоящата техническа система все още има очевидни тесни места в индустрията. Първата е високата изчислителна сложност на много-алгоритмите за нарязване на оси, което изисква високо-изчислителна поддръжка за сложна декомпозиция на модела. Второто е недостатъчната стабилност на продължително-времево непрекъснато движение на връзката, което може да причини малко отклонение на траекторията при високо-прецизно производство. Трето, обхватът на адаптиране на материалите все още не е напълно развит и специалните композитни материали все още се нуждаят от целенасочено отстраняване на грешки в параметрите на процеса. Четвърто, индустрията няма унифицирани стандарти за процеси, което води до непоследователно качество на формоване в различни сценарии на приложение.
 

Бъдеща посока на развитие

През следващите три до пет години индустрията ще се развие към адаптивно производство с изкуствен интелект, отворена екологична съвместимост и интеграция на хибридна обработка. Интелигентните алгоритми ще реализират автоматична идентификация

Заключение и призив за действие

Настолният 5-осов 3D печат не е просто техническо надграждане на традиционния 3D печат, а революционно прекрояване на дигиталния продуктов дизайн и гъвкавата производствена логика. Той освобождава дизайнерската креативност на инженерите от ограниченията на обработката, намалява разходите за научноизследователска и развойна дейност и итерационните цикли за глобални производствени предприятия и изследователски институции и полага солидна техническа основа за всеобхватното популяризиране на цифровото производство на Industry 4.0.

Като доверен китайски доставчик на добавки за настолни компютри с над 17 години техническо натрупване,Shaoxing Xinshan Science Technology Co., Ltdще продължи да инвестира в много{0}}основна технология за научноизследователска и развойна дейност за печат, оптимизиране на производителността на продуктите и глобална система за-следпродажбено обслужване и предоставяне на надеждни,-рентабилни решения за печат по пет-оси за партньори по целия свят. Ако искате да получите подробни брошури за параметрите на оборудването, видеоклипове за случаи на индустриално приложение, консултация за персонализирани решения и ексклузивни политики за сътрудничество с дистрибутори, моля, изпратете вашите искания чрез нашия официален уебсайтxslightings.com, а нашият професионален международен екип по продажбите ще ви отговори в рамките на 24 часа.