جیگ و فیکسچر بهتر با پرینت سه بعدی

پرینترهای سه بعدی حرفه ای همراه با نرم افزار طراحی ، ساخت ابزار را آسان می کنند. به این معنی که می توانید ابزارها، جیگ ها و فیکسچر را برای فروشگاه یا کارخانه خود به سرعت و در هر کجا که نیاز دارید پرینت سه بعدی کنید و در زمان و هزینه صرفه جویی کنید.

مقدمه

هر طبقه کارخانه نیاز به ابزار، جیگ و فیکسچر ویژه ای دارد تا به کارگران و ربات ها در فرآیند تولید و مونتاژ همه چیز از ماشین گرفته تا تجهیزات صنعتی کمک کند.

هفته‌ها یا ماه‌ها صرف طراحی، آزمایش، طراحی مجدد ماشین‌آلات، مجموعه‌های ابزار سنگین و گران‌قیمت، جیگ‌ها یا فیکسچر، کارآمد نیست. پرینت سه بعدی این وضعیت را تغییر داده است. سازندگان در سراسر جهان می دانند که ابزارهای پرینت سه بعدی، جیگ ها و فیکسچر ها عبارتند از:

1. نمونه سازی، آزمایش و تولید سریع تر
2. ساخته شده از قطعات کمتر، بنابراین کار مونتاژ و مواد اولیه کمتر
3. سبک تر از فلز جامد و بنابراین استفاده آسان تر است
4. ارزان تر از آلومینیوم جامد و سایر مواد
5. سفارشی تر و ارگونومیک تر است زیرا پرینت می تواند اشکالی را ایجاد کند که ماشین کاری نمی تواند
6. موجود در بسیاری از مواد، از پلیمر سخت گرفته تا الاستومر انعطاف پذیر نرم
7. جایگزینی سریع و آسان در صورت تقاضا با پرینت یک نسخه از کتابخانه دیجیتال

جایگزینی جیگ‌ها و فیکسچر های معمولی با پرینت سه‌بعدی هزینه کلی ساخت، کار و زمان را کاهش می‌دهد، اما به گفته سازندگان، مزیت مهم‌تر این است که بازدهی در کف تولید ایجاد می‌شود که با داشتن جیگ‌ها و فیکسچر بهتر تحویل سریع‌تر ایجاد می‌شود.

نیسان ماشینکاری را با پرینت سه بعدی جایگزین کرده است

نیاز مداوم به ابزارهای جدید چیزی است که مهندسان کارخانه را در تغییر وضعیت ثابت نگه می دارد. هر مدل، محصول یا نسخه جدید، به ابزارها، جیگ ها و فیکسچر های به روز نیاز دارد. زمان طولانی برای تحویل آنها می تواند مزیت رقابتی شرکت شما را خفه کند.

کارلوس رلان مارتینز، مدیر تعمیر و نگهداری مهندسی و تاسیسات کارخانه می‌گوید: در کارخانه خودروسازی نیسان در بارسلون، اسپانیا، نمونه‌های اولیه ابزار و جیگ‌های خاص به تامین‌کنندگان مکانیکی برون‌سپاری می‌شدند، اما آنها از نظر هزینه چندان قابل اعتماد نبودند. سپس در سال 2014، رلان مارتینز به پرینترهای سه بعدی منبع باز روی آورد و شروع به چاپ های مورد استفاده برای ارزیابی قطعات کوچک، ابزارهایی برای محافظت از قطعات خارجی خودرو در برابر آسیب در حین ساخت، و پشتیبانی هایی در چرخ دستی های کیت تامین قطعات کرد. خط اصلی رلان مارتینز می‌گوید: پرینتر سه بعدی ما تقریباً 24 ساعت در روز کار می‌کند و هر سال حدود 100 جیگ و ابزار مختلف را برای کاربرد خاصی در فرآیندهای خود پرینت می کنند.

رلان مارتینز می‌گوید برون‌سپاری ابزار به یک تامین‌کننده مکانیکی 20 برابر گران‌تر از پرینت سه‌بعدی همان قطعات است، در حالی که انتظار برای ابزارها با پرینت سه‌بعدی از یک هفته به یک روز کاهش یافت.

موتورسیکلت های هندی با ابزارهای چاپ سه بعدی سریعتر نوآوری می کنند

در Polaris Industries، سازنده موتورسیکلت‌های هندی، مهندسان کارخانه، پرینت سه‌بعدی را برای حل چندین چالش که کارایی را مختل می‌کنند، اتخاذ کردند.

یکی از موانع طراحی، ابزار بلند و مرحله تکرار بود. ماشینکاری فلز، کند و به ویژه زمانی که یک طرح دارای نقص است، پرهزینه است. به همین دلیل است که تولید نمونه‌های اولیه ابزار کاربردی روی پرینترهای سه بعدی این شرکت، کل گردش کار تیم‌های مهندسی را تغییر داد.

جنیکا بیشاپ، مهندس ارشد پروژه در Polaris می‌گوید: «به‌جای اینکه بین ۸ تا ۱۲ هفته صبر کنیم، می‌توانیم طرح‌ها را ظرف ۲۴ ساعت دریافت کنیم. “این به شما امکان می دهد تا فرآیند طراحی بیشتری را در پیش داشته باشید، بنابراین وقتی ابزار نهایی خود را برای تولید شروع می کنید، اعتماد به نفس بیشتری خواهید داشت.”

Polaris همچنین ابزارهای نهایی و نه فقط نمونه های اولیه را در طیف وسیعی از مواد بسته به نیاز پرینت می کند. آنها مواد TPU انعطاف پذیر را برای وسایل مونتاژی، ضروری یافته اند که هنگام نصب گلگیرها به رنگ موتور سیکلت آسیب نمی رساند.

آئودی بهره وری را با چاپ سه بعدی داخلی افزایش می دهد

Volkswagen Autoeuropa با تولید تقریباً همه ابزارها، جیگ‌ها و فیکسچرهای خود، می‌تواند بخش خرید را رها کند و ایده‌هایی را برای ابزارهای نوآورانه یا بهبود یافته همراه با اپراتورها توسعه دهد. یک ابزار جدید را می توان یک شبه پرینت کرد و صبح روز بعد در خط مونتاژ توسط اپراتورها آزمایش کرد. بازخورد آنها را می توان در تکرارهای متوالی طراحی گنجاند تا زمانی که ابزار عالی ساخته شود. سپس این ابزار را می توان به تعداد دفعات مورد نیاز و با هزینه کم پرینت کرد.

در حال حاضر، گروه فولکس واگن بیش از 90 پرینتر سه بعدی در 26 سایت مختلف دارد. به گفته این شرکت، در کارخانه آئودی R8 خود در آلمان، حداقل یک ابزار کمکی هر روز، مرکز پرینت سه بعدی را ترک می کند. راهنماهای موقعیت یابی پرینت شده، دستگاه های ایمنی و قالب های ریخته گری ساخته شده توسط تیم پرینت سه بعدی این شرکت بر روی پرینتر برای کمک به همکاران خود در بخش تولید  سریع، ارزان و بر اساس تقاضا تامین می کند. والدمار هیرش، مدیر پروژه تیم سه بعدی، می‌گوید: «هنگام طراحی یک نمونه اولیه، برای ما بسیار مهم است که خواسته‌های همکارانمان را دقیقاً برآورده کنیم. “هدف ما این است که ابزار پرینت سه بعدی را در اسرع وقت به همکاران خود در آئودی ارائه دهیم و در نتیجه از آنها در کار روزانه خود حمایت کنیم.”

تیم پرینت سه بعدی صدها برنامه کاربردی را شناسایی کرد که در آن ابزارهای کمکی پرینت شده پتانسیل صرفه جویی قابل توجهی را ارائه می دهند.

آئودی با تولید محلی ابزارهای کمکی، زمان انتظار طولانی و حمل و نقل طولانی مدت را کاهش می دهد. جدای از آن، استفاده از این نوآوری های پرینتی به آنها انعطاف پذیری بیشتر و همچنین توانایی انجام سریع و چابکی می دهد و این چیزی است که در تجارت روزمره اهمیت دارد.

آئودی در تولید ابزارهای فلزی پرینت سه بعدی نیز جهشی بزرگ داشته است. با تغییر بخشی از فعالیت‌های تولید بخش ابزار خود از تولید معمولی به ساخت افزودنی در سال 2021، این خودروساز اکنون برای تولید ابزار برای ساخت پنل‌های بدنه برای مدل‌هایی از جمله آئودی A4، کاملاً به پرینت سه بعدی صنعتی در مرکز پرینت سه بعدی فلزی خود در اینگولشتات متکی است. . این شرکت قصد دارد همین کار را برای خودروهای الکتریکی آینده انجام دهد.

آیا قطعات پرینت سه بعدی به اندازه کافی قوی هستند؟

شرکت فنلاندی Wärtsilä موتورهای بزرگی تولید می کند که یک سوم از بزرگترین کشتی های باری جهان را تامین می کند. تیم های ساخت اغلب به ابزارهای سفارشی برای حل مشکلات و بهینه سازی کارایی نیاز دارند. یکی از این نمونه ها ابزار بالابر است که برای ساخت و سرویس موتورهای بزرگ بسیار مهم است.

Wärtsilä معمولاً ابزارهای بلند کردن خود را از فولاد جامد ماشین می‌کند، اما متوجه شد که آنها بسیار گران، زمان‌بر برای ساخت و برای استفاده و حمل و نقل افراد سنگین هستند. تیم ها همچنین قادر به ایجاد تغییرات سریع در طراحی در صورت نیاز نیستند. مهندسان Wärtsilä که در کنار سازنده پرینترهای سه بعدی کار می‌کنند، ابزار پرینتی را از پلیمر تقویت‌شده با فیبر کربن بر روی چاپگر سری صنعتی توسعه دادند. این تیم در کنار آژانس صدور گواهینامه بین المللی Bureau Veritas برای تعریف فرآیندی برای صدور گواهینامه ابزارها کار کرد. این ابزار از طریق آزمایش‌ها و بازرسی‌های مختلف با آژانس صدور گواهینامه بین‌المللی Bureau Veritas انجام شد و در نتیجه اولین ابزار بالابر دارای گواهینامه CE پرینت سه‌بعدی که قادر به بلند کردن بیش از900 کیوگرم (2000 پوند) بدون تغییر شکل بود، شد.

قدرت و انعطاف قطعات پرینت سه بعدی توسط چاپگر، تکنولوژی پرینت، مواد و طراحی تعیین می شود. تولیدکنندگان صنایع سنگین در سراسر جهان با موفقیت ابزارهای فلزی ماشینکاری شده را با فلز پرینت سه بعدی و پلیمرهای چاپ سه بعدی جایگزین کرده اند.

آیا لوازم پرینت سه بعدی پیچیده است؟

امروزه، تقریباً تمام ابزارها، جیگ‌ها و فیکسچرها به عنوان طرح‌های دیجیتال روی رایانه شروع می‌شوند. گرفتن آن طرح دیجیتال و ارسال آن به یک پرینتنر سه بعدی اساساً همان فرآیند ارسال آن به یک دستگاه CNC سنتی است. یادگیری پرینترهای سه بعدی حرفه ای و صنعتی امروزه نسبتاً آسان است و با نرم افزار مخصوص به خود برای تبدیل طرح های شما به پریت عرضه می شوند.

راه‌حل‌های نرم‌افزاری جدید به‌ویژه برای پرینت سه‌بعدی ابزار و وسایل، این فناوری را حتی برای مهندسان در طبقه غیرکارگاهی قابل دسترس‌تر می‌کنند.

به عنوان مثال، آئودی می خواست هر کارمندی را که به ابزاری از پرینتر سه بعدی نیاز دارد، قادر سازد تا بدون نیاز به دانش قبلی، آن را شخصاً طراحی کند. برای این منظور، تیم داخلی آن متشکل از متخصصان پرینت سه بعدی با ارائه دهنده راه حل های نرم افزاری Trinckle، شرکتی مستقر در برلین، برای توسعه نرم افزار طراحی ابزار که دقیقاً مطابق با نیازهای آئودی است، همکاری کردند.

هیرش می‌گوید: «نرم‌افزار ما فرآیند ایجاد وسایل پیش‌مونتاژ را تقریباً کاملاً خودکار می‌کند. این به ما امکان می‌دهد ابزارهای لازم را به سرعت و انعطاف‌پذیر بسازیم و به درخواست‌های خاص برنامه‌ریزان یا همکارانمان در خط مونتاژ پاسخ دهیم.»

با نرم افزار جدید طراحی شده، نیازی به فرآیند زمان بر مجسمه سازی دستی مدل ها در برنامه های طراحی به کمک کامپیوتر نیست که زمان طراحی ابزارها را 80 درصد کاهش می دهد.

برای طراحان و مهندسان صنعتی، هیچ کمبودی در نرم افزار مهندسی پیچیده برای کمک به طراحی ابزار، جیگ و فیکسچر وجود ندارد. بسیاری از برنامه‌های تولید مواد افزودنی مانند اتوکد و سالیدورکس می‌توانند بهبود بخش‌هایی را که فقط با پرینت سه بعدی امکان‌پذیر است، تسهیل کنند. این ممکن است به شما امکان دهد فایل‌های طراحی دیجیتال ابزار موجود خود را آپلود کنید و بررسی کنید که چگونه می‌توان آن‌ها را دوباره مهندسی کرد تا کارآمدتر باشند.

کدام نوع پرینت سه بعدی برای ابزارها، جیگ ها و وسایل مناسب است؟

طیف گسترده‌ای از فناوری‌ها، پرینترها و مواد پرینت سه بعدی وجود دارد که همگی برای ساخت ابزار، جیگ‌ها و فیکسچرها مناسب هستند. در واقع یکی دیگر از مزایای پرینت سه بعدی نسبت به ماشینکاری سنتی این است که یک پرینتر سه بعدی می تواند با مواد مختلف از قوی تا انعطاف پذیر پرینت کند.

نیازهای منحصر به فرد کارخانه شما تعیین می کند که کدام فناوری یا ترکیبی از فناوری ها بهترین است. در نظر بگیرید که انتظار دارید چند قطعه پرینت کنید، آن قطعات چقدر باید قوی باشند، چقدر بزرگ، چقدر انعطاف پذیر هستند و چقدر سریع به آنها نیاز دارید. همچنین باید در نظر بگیرید که آیا قطعات شما توسط یک فروشگاه ابزار مرکزی ساخته می شود یا توسط کارکنان در کف کارخانه.

FDM

پرینتر های FDM از مزیت اندازه نسبت به سایر فناوری ها برخوردار هستند. FDM همچنین گسترده ترین مجموعه مواد را برای چاپ از نایلون مقاوم در برابر سایش با فیبر کربن گرفته تا پلی استر نرم و انعطاف پذیر ارائه می دهد. به علاوه، می‌توانید در رنگ‌های مختلف پرینت کنید و حتی از مواد بازیافتی سازگار با محیط زیست استفاده کنید. در اکثر ماشین های حرفه ای و صنعتی می توانید دقتی در حدود 0.2 میلی متر داشته باشید.

Resin

پرینترهای رزینی که برای ابزارها، جیگ‌ها و لوازم جانبی مانند FDM محبوب نیستند، اما از کارایی کمتری برخوردار نیستند، گزینه‌های مختلفی از مواد را نیز دارند. رزین‌های صنعتی می‌توانند قطعاتی با ویژگی‌های قوی، شفاف، انعطاف‌پذیر یا مقاوم در برابر حرارت تولید کنند که دقت آن تا 0.05 میلی‌متر است. پرینت های رزین دارای سطحی صاف و ایده آل برای چاپ قالب هستند، اما یکی از اشکالات آن این است که قطعات خارج از پرینتر باید قبل از استفاده خشک شوند و کمی زمان به فرآیندها اضافه می کند.

Metal

بسیاری از جیگ ها و فیکسچر ها باید از فلز ساخته شوند تا با شرایط محیط تولید مانند حرارت بسیار بالا مطابقت داشته باشند. مزیت پرینت سه بعدی فلز در مقایسه با ماشین کاری آن سرعت، هزینه و کارایی است. روش‌های پرینت سه‌بعدی فلز، مانند Laser Sintering با لیزر فلزات، یکپارچه‌سازی قطعات فلزی با وزن سبک‌تر را امکان‌پذیر می‌کنند، زیرا به جای فلز جامد، ساختار داخلی می‌تواند یک الگوی شبکه قوی باشد.

Powder Bed Fusion

فن‌آوری‌های چاپ سه بعدی که از بستری از پودر پلاستیک ذوب شده با لیزر یا منبع گرمایی دیگر استفاده می‌کنند، قطعاتی را تولید می‌کنند که در عین انعطاف‌پذیری، فوق‌العاده قوی و بادوام هستند. این دسته از فناوری شاملSLS است و ماشین‌های حرفه‌ای معمولاً گران‌تر از FDM و SLA هستند و آنها را به گزینه‌ای کمتر محبوب برای ابزارها، جیگ‌ها و فیکسچر ها تبدیل می‌کند.

جیگ ها و فیکسچر های خود را برون سپاری کنید

در سراسر جهان در دسترس بودن خدمات پرینت سه بعدی شخص ثالث وجود دارد که ابزارها، جیگ ها و فیکسچر های شما را مطابق با مشخصات شما چاپ می کنند یا در انتخاب طراحی و مواد به شما کمک می کنند. آزمایش اول با این شرکت ها روشی هوشمندانه برای به دست آوردن ایده از فناوری و موادی است که نیازهای شما را برآورده می کند. همچنین متوجه خواهید شد که یک قطعه با چه سرعتی و با چه هزینه ای تولید می شود.

اگر جیگ یا فیکسچر آماده ای برای پرینت یا حتی نیاز به طراحی دارید می توانید از بخش خدمات شرکت ثمین بهره ببرید تا در کمترین زمان و با قیمت مناسب از کیفیت بالا  استفاده کنید.

ترجمه و جمع آوری : واحد خدمات و تحقیق و توسعه پرینتر های سه بعدی ثمین samin3d