Машин үйлдвэрлэлийн металл боловсруулах дэвшилтэт технологи
Орчин үеийн үйлдвэрлэлийн салбарын хөгжил нь металл боловсруулах технологийн дэвшилтэй салшгүй холбоотой. Нарийн боолт гэх мэт жижиг эд ангиудаас эхлээд үйлдвэрлэлийн машины хүрээ гэх мэт том бүтэц хүртэл металл нь бат бөх чанар, халуунд тэсвэртэй байдал, хэлбэржүүлэх уян хатан чанараараа гол материал болдог. Гэсэн хэдий ч өнөөгийн зах зээлийн шаардлага нь "бат бөх чанар" болон "бат бөх чанар"-аас давж гардаг. Аж үйлдвэрийн ертөнц илүү нарийвчлалтай, хөнгөн, илүү үр ашигтай, тогтвортой чанартайгаар илүү хурдан үйлдвэрлэх боломжтой эд ангиудыг шаарддаг. Энэ бол дэвшилтэт металл боловсруулах технологи нь машин үйлдвэрлэлд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг газар юм.
1. Металл боловсруулалтын хувьсал: Уламжлалтаас дижитал руу
Цутгах, дарах, ердийн машин механизм зэрэг уламжлалт металл боловсруулах аргуудыг өнөөдөр ч ашиглаж байна. Гэсэн хэдий ч дижитал систем, автоматжуулалтын гарч ирэлт нь үйлдвэрүүдийн ажиллах арга барилыг өөрчилж байна. Чанар нь нэгэн цагт операторын ур чадвараас ихээхэн хамаардаг байсан бол өнөөдөр CNC машинууд, нэгдсэн мэдрэгч, үйлдвэрлэлийн төлөвлөлтийн програм хангамж нь бүтээгдэхүүнийг өндөр стандартын дагуу дахин дахин үйлдвэрлэхэд тусалдаг. Дижиталчлал нь сайн баримтжуулсан, хялбар мөрдөх боломжтой, чанарын хяналт сайтай үйлдвэрлэлийн процессыг бий болгох боломжийг олгодог.
Цаашилбал, бодит цагийн үйлдвэрлэлийн өгөгдлийг нэгтгэх нь компаниудад дизайны өөрчлөлт, хэрэглэгчийн хэрэгцээ, түүхий эдийн бэлэн байдалд хурдан дасан зохицох боломжийг олгодог. Энэхүү өөрчлөлт нь машин үйлдвэрлэлийг илүү дасан зохицох чадвартай, үр ашигтай, өрсөлдөх чадвартай болгодог.
2. CNC болон олон тэнхлэгтэй боловсруулалт: Өндөр түвшний нарийвчлал
Машины эд анги үйлдвэрлэхэд хамгийн нөлөө бүхий технологийн нэг бол CNC (Компьютерийн тоон удирдлага) юм. CNC-ийн тусламжтайгаар металл хайчлах процессыг багаж хэрэгсэл болон ажлын хэсгийн хөдөлгөөнийг нарийн хянадаг компьютерийн програм ашиглан гүйцэтгэдэг. Орчин үеийн CNC машинууд нь олон тэнхлэг (3 тэнхлэг, 4 тэнхлэг, 5 тэнхлэг) дээр ажиллах чадвартай тул гар аргаар хийхэд хэцүү нарийн төвөгтэй геометрийг үйлдвэрлэх боломжийг олгодог.
CNC-ийн давуу тал нь зөвхөн нарийвчлалд төдийгүй тууштай байдалд оршдог. Массын үйлдвэрлэлд эд ангиудын хоорондох хэмжээст тууштай байдал маш чухал байдаг, учир нь боловсруулсан эд ангиудыг олон тооны тохируулгагүйгээр угсрах шаардлагатай байдаг. Жишээлбэл, 5 тэнхлэгтэй боловсруулалтаар эд ангийг нэг хавчих үйлдлээр дуусгаж, алдаа гарах магадлалыг бууруулж, бүтээмжийг нэмэгдүүлэх боломжтой.
3. Нэмэлт үйлдвэрлэл (3D металл хэвлэх): Прототипээс үйлдвэрлэл хүртэл
Металл 3D хэвлэх буюу нэмэлт үйлдвэрлэл нь металл боловсруулах салбарт томоохон нээлт юм. "Материалыг багасгадаг" машин механизмаас ялгаатай нь нэмэлт үйлдвэрлэл нь материалыг давхаргаар нь нэмж бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг үүсгэдэг. Сонгомол лазер хайлуулах (SLM) болон шууд металл лазер хайлуулах (DMLS) зэрэг технологиуд нь нарийн металл хэвлэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь бат бөх боловч хөнгөн, зөгийн сархинаг хэлбэртэй эсвэл торон тор гэх мэт нарийн төвөгтэй дотоод бүтцийг бий болгодог.
Машин үйлдвэрлэлийн салбарт нэмэлт үйлдвэрлэл нь дараахь зүйлд маш их хэрэгтэй байдаг.
– Загваруудыг эрт туршиж үзэх боломжтой тул хурдан туршилтын загвар гаргах.
- Тодорхой хэрэгцээнд зориулж захиалгат эд анги үйлдвэрлэх.
– Ялангуяа хуучин машин механизмын хувьд олоход хэцүү сэлбэг хэрэгсэл үйлдвэрлэх.
– Жин болон гүйцэтгэлийг оновчтой болгох, жишээлбэл, өндөр бат бэх шаарддаг боловч хөнгөн байх ёстой эд ангиудад.
Том хэмжээний үйлдвэрлэлийн уламжлалт аргуудаас бүрэлдэхүүн хэсэг тус бүрийн өртөг өндөр байж болох ч металл 3D хэвлэлт нь дизайны уян хатан байдал болон давталтын хурдаараа давуу талтай.
4. Лазер зүсэлт ба усны тийрэлтэт технологи: Хурдан бөгөөд цэвэрхэн зүсэлт
Металл хавтан зүсэх нь машины хүрээ, хавтан, хаалт болон бусад бүтцийн эд анги үйлдвэрлэхэд чухал үйл явц юм. Лазер зүсэх технологи нь өндөр хүчин чадалтай лазер туяаг ашиглан металлыг хурдан бөгөөд цэвэр ирмэгээр зүсдэг. Орчин үеийн шилэн лазерууд нь ган, зэвэрдэггүй ган, хөнгөн цагааныг өндөр үр ашигтай, нарийвчлалтайгаар зүсэж чаддаг.
Үүний зэрэгцээ, усны тийрэлтэт зүсэлт нь материалыг зүсэхийн тулд маш өндөр даралттай усны тийрэлтэт урсгалыг ашигладаг бөгөөд ихэвчлэн зүлгүүрийн бодистой хольдог. Усны тийрэлтэт зүсэлтийн давуу тал нь дулаанд өртөх бүс үүсгэдэггүй тул дулаанаас үүдэлтэй бүтцийн өөрчлөлтөд мэдрэмтгий материал эсвэл тогтвортой материалын чанар шаарддаг ажилд тохиромжтой болгодог.
5. Орчин үеийн дулааны боловсруулалт: Механик шинж чанарыг нарийвчлалтай хянах
Машины эд ангиуд нь зүгээр л "хэлбэржсэн" биш; металлыг мөн зориулалтын дагуу ашиглахад шаардлагатай хатуулаг, бат бөх чанар, элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг хангахын тулд боловсруулах шаардлагатай. Вакуум хатууруулалт, индукцийн хатууруулалт, хяналттай карбюризаци зэрэг орчин үеийн дулааны боловсруулалт нь металлын чанарыг мэдэгдэхүйц сайжруулдаг.
Орчин үеийн дулааны боловсруулалтын зуухны технологи нь халаалт болон хөргөлтийн процессууд нь техникийн шаардлагад нийцэж байгаа эсэхийг баталгаажуулахын тулд дижитал температурын хяналт, хяналттай агаар мандал, нарийн мэдрэгчийг ашигладаг. Энэ нь илүү тогтвортой үр дүнд хүрэх, согогийн эрсдэлийг бууруулах, эд ангийн гүйцэтгэлийг сайжруулахад хүргэдэг - жишээлбэл, өндөр ачааллын дор ажилладаг араа, гол, холхивчийн гэр.
6. Гадаргуугийн инженерчлэл: Илүү сайн бүрэх ба хамгаалах
Хөдөлгүүрийн эд ангиудыг зэврэлт, үрэлт болон өндөр температурт тэсвэртэй болгохын тулд гадаргуугийн инженерчлэлийн технологийг ашигладаг. Зарим улам бүр түгээмэл болж буй дэвшилтэт аргуудад дараахь зүйлс орно.
– Нарийн багаж хэрэгсэл болон эд ангиуд дээр нимгэн, хатуу бүрхүүл түрхэхэд зориулсан PVD (Физик уурын тунадасжуулалт).
– HVOF (Өндөр хурдтай хүчилтөрөгчийн түлш) шүрших гэх мэт байгаль орчинд илүү ээлтэй хатуу хром орлуулах бүрхүүл.
– Зэврэлтээс хамгаалах чадварыг нэмэгдүүлж, гадаргууг хатууруулахын тулд хөнгөн цагаанд аноджуулалт хийх.
– Хэт их деформаци үүсгэхгүйгээр гангийн гадаргуугийн хатуулгийг нэмэгдүүлэхийн тулд азотжуулах.
Гадаргуугийн инженерчлэлийн тусламжтайгаар эд ангийн ашиглалтын хугацаа нэмэгдэж, машины засвар үйлчилгээний хугацааг уртасгаж, элэгдэл, зэврэлтээс болж эвдрэх эрсдэлийг бууруулж болно.
7. Автоматжуулалт, робот техник, ухаалаг үйлдвэр
Орчин үеийн үйлдвэрүүд гагнуур, материал боловсруулах, өнгөлөх, шалгах зэрэгт үйлдвэрлэлийн роботуудыг улам бүр ашиглаж байна. Роботууд нь өндөр хурдаар тогтвортой, давтагдах ажлыг гүйцэтгэх чадвартай тул эрчимтэй гагнуур хийх эсвэл хүнд материалыг өргөх зэрэг аюултай үйл явцад ажлын байран дахь ослын эрсдлийг бууруулдаг.
Ухаалаг үйлдвэр буюу Аж үйлдвэрийн 4.0 концепц нь үйлдвэрлэлийн машинуудыг Эд зүйлсийн интернет (IoT)-ээр дамжуулан мэдээллийн системтэй нэгтгэдэг. Чичиргээ, температур, моторын ачаалал болон бусад параметрүүдийг хянахын тулд машинууд дээр мэдрэгч суурилуулсан. Энэ өгөгдлийг дараах байдлаар шинжилдэг:
– Машин гэнэт эвдэрэхгүйн тулд урьдчилан таамагласан засвар үйлчилгээ хийнэ.
- Үйлдвэрлэлийн зогсолтын хугацааг багасгах.
- Эрчим хүчний хэрэглээг оновчтой болгох.
– Үйл явцын хяналтыг чангатгаснаар чанарыг сайжруулсан.
Машин үйлдвэрлэлд процессын тогтвортой байдал маш чухал байдаг, учир нь нэг жижиг алдаа нь эд ангиудыг хүлцэх чадвараас хэтэрч, дахин боловсруулах өндөр өртөгтэй болгодог.
8. Хэмжил зүй ба чанарын хяналт: Илүү хурдан бөгөөд илүү нарийвчлалтай үзлэг
Машины эд ангиуд илүү нарийвчлалтай байх тусам чанарын хяналт илүү чанга байдаг. Координат хэмжих машин (CMMs), 3D сканнер, оптик хэмжилтийн систем зэрэг орчин үеийн хэмжилзүйн технологиуд нь нарийвчилсан хэмжээст үзлэг хийх боломжийг олгодог. Зарим үзлэгийн системүүд нь автомат залруулга (хаалттай гогцоотой үйлдвэрлэл) хийхийн тулд CNC машинуудтай шууд нэгтгэгдэж чаддаг.
Хэмжээнээс гадна дотоод согогийн үзлэгийг хэт авианы шинжилгээ, соронзон бөөмийн үзлэг, эсвэл үйлдвэрийн рентген/компьютер томографи гэх мэт NDT (эвдрэлгүй туршилт) ашиглан хийж болно. Энэ нь өндөр даралт эсвэл динамик ачааллын дор ажилладаг эд ангиудын хувьд маш чухал бөгөөд учир нь жижиг хагарал ч үхэлд хүргэж болзошгүй юм.
Дүгнэлт
Дэвшилтэт металл боловсруулах технологи нь машин үйлдвэрлэлийг голчлон гар аргаар хийдэг процессоос нарийн, хурдан бөгөөд нэгдсэн үйлдвэрлэлийн систем болгон хувиргасан. Олон тэнхлэгтэй CNC боловсруулалт, металл 3D хэвлэх, лазер зүсэлт, орчин үеийн дулааны боловсруулалтаас эхлээд дижитал автоматжуулалт, үзлэг хүртэл энэ бүхэн нь эд ангийн чанар, үйлдвэрлэлийн үр ашгийг сайжруулахад хувь нэмэр оруулдаг.
Ирээдүйд металл боловсруулах нь ухаалаг, дасан зохицох үйл явц руу улам бүр шилжих болно: үйлдвэрлэлийн өгөгдлөөс "суралцах" боломжтой машинууд, тодорхой хэрэгцээнд тохирсон материалууд, илүү эрчим хүчний хэмнэлттэй, байгаль орчинд ээлтэй үйлдвэрлэлийн аргууд. Үйлдвэрлэлийн салбарын хувьд эдгээр технологийг нэвтрүүлэх нь зүгээр нэг сонголт биш, харин чанар, хурдыг улам бүр шаардаж буй дэлхийн зах зээл дээр өрсөлдөх чадвартай хэвээр байх стратегийн алхам юм.
