GE Additive دیروز سیستم پرینتر سه بعدی جت فلزی بایندر سری 3D را معرفی کرد و این می تواند برای تولیدکنندگان افشاگری باشد.
من این افتخار را داشتم که از مرکز توسعه GE Additive که در آن دستگاه مخفیانه در پنج سال گذشته ساخته شده است بازدید کنم. متأسفانه، به دلیل الزامات قانونی، من مجاز به گرفتن عکس از دستگاه یا قطعات نمونه نبودم، اما به مرور زمان ظاهر می شوند.
سری 3 اصلاح سیستم موجود نیست و یک ماشین و اجزای جانبی کاملاً جدید است. همه اینها به گونه ای طراحی شده است که به طور یکپارچه در عملیات ریخته گری فلز که تا به حال قادر به توجیه مالی هزینه بالای فناوری چاپ سه بعدی LPBF نبوده اند، قرار گیرد.
استفاده از روش بایندر جت برای پرینت سه بعدی اشیاء فلزی جدید نیست، اما رویکرد GE Additive هم در مواد و هم در فرآیند با سایر سیستم ها متفاوت است.
فر آسان پخت نیست
سری 3 یک “اجاق پخت آسان” نیست، اصطلاحی که گاهی برای چاپگرهای سه بعدی مستقل استفاده می شود که در حالی که می توانند چاپ سه بعدی داشته باشند، نمی توانند به راحتی یا به طور موثر در یک عملیات تولید مدرن قرار بگیرند.
در اینجا GE Additive گام‌های بزرگی برداشته است تا نه تنها اطمینان حاصل کند که سری 3 می‌تواند مستقیماً در سناریوهای کارخانه ادغام شود، بلکه آن را بسیار کارآمد و مقرون به صرفه کرده‌اند.
فرآیند چاپ سری 3
سری 3 از روش جت بایندر استفاده می کند که در آن یک کلاسور مخصوص طراحی شده به طور انتخابی توسط نازل های جوهر افشان بر روی یک بستر صاف از پودر فلز ریخته می شود و هنگام عبور بازو از روی تخت، گرما را اعمال می کند. سپس پودر با بازوی دوم که بستر را با یک غلتک فشرده می کند و با نورهای مادون قرمز از قبل گرم می کند دوباره پوشانده می شود.
نتیجه، قطعات نسبتاً جامد سبز رنگی است که در یک جعبه ساختمانی پر از پودر فلز جاسازی شده‌اند. این قطعات باید استخراج، پودرزدایی و زینتر شوند تا قطعه نهایی شود.
چیزی که کاملاً باورنکردنی است این است که مواد چسبنده توسعه یافته توسط GE Additive قطعات سبز بسیار قوی ایجاد می کند. قطعات نمونه‌ای که توسط خودم آزمایش شده‌اند، حتی زمانی که به معنای واقعی کلمه روی میز چکش می‌زنند، به‌شدت دشوار بود که با دست از هم جدا شوند.
این قطعات فوق‌العاده متراکم هستند زیرا GE Additive تنها از نسبت بسیار کمی (~1%) از کلاسور استفاده می‌کند، و فشرده‌سازی در حین چاپ بیشتر فضاهای خالی را از بین می‌برد. در حین تف جوشی، هوای باقی مانده در داخل قطعه خارج می شود و منجر به ایجاد قطعات جامد با شواهد کمی از لایه بندی می شود.
این بدان معناست که سری 3 قادر خواهد بود قطعات سبز نسبتاً مقاومی بسازد که مانند سایر سیستم‌های جت بایندر قادر به پشتیبانی از خود نباشند. به عبارت دیگر، سری 3 باید قادر به تولید طیف گسترده ای از هندسه ها با استفاده از فرآیند جت بایندر ارزان باشد.
اتوماسیون سری 3
GE Additive تلاش قابل توجهی را صرف کرده است تا اطمینان حاصل شود که سری 3 بسیار کارآمد و آسان برای اجرا در سناریوهای کارخانه خواهد بود. این کار از طریق انواع نوآوری های مبتکرانه ای انجام می شود که احتمالاً اولین نمونه هایی هستند که در صنعت دیده می شوند.
یکی از اصول استفاده شده توسط GE Additive ایمنی است: سیستم سری 3 تضمین می کند که هیچ اپراتور در هیچ نقطه ای از فرآیند در معرض پودر یا مواد قرار نگیرد، تا زمانی که قطعات از ایستگاه پودرزدایی خارج شوند.
چگونه این امر محقق می شود؟
همراه با مهر و موم های جوی معمولی روی محفظه ساختمان برای جلوگیری از آلودگی، خود جعبه ساختمان – از جمله گازهای خنثی آن – پس از خروج از چاپگر سه بعدی و سفر به ایستگاه های پردازش پست، مهر و موم می شود. هیچ پودری در معرض نیست.
علاوه بر این، هندلینگ پودر و کلاسور در سری 3 کاملاً منحصر به فرد است. به جای پر کردن قیف های چاپگر سه بعدی، این مواد از واحدهای جابجایی مواد ثانویه از طریق لوله کشی توزیع می شوند!
یک پودر MHS و یک MHS مایع وجود دارد که نسخه مایع آن هم بایندر و هم مایع تمیزکننده را مدیریت می کند. مایع تمیز کننده برای اطمینان از اینکه نازل ها با استفاده مکرر از بایندر اصطکاک نشوند استفاده می شود. مایع MHS همچنین مایع زباله های برگشتی (عمدتاً پاک کننده های آلوده به بایندر) را برای دفع ایمن جمع آوری می کند.
شگفت انگیزترین چیز برای من در سری 3 پودر MHS بود. این یک واحد مرکزی است که اپراتور بشکه های پودر تولید کننده را به آن می پیچد. سپس Powder MHS با خیال راحت تمام پودر را از درام جدا می کند و یک مخزن مرکزی پودر برای ماشین های سری 3 در کارخانه نگهداری می کند.
پودر چگونه به ماشین ها می رسد؟ به معنای واقعی کلمه شیلنگ هایی از Powder MHS به هر سری 3 وجود دارد و یک پمپ هوای سنگین گاز بی اثر را به جریان می اندازد و پودر را تا حدودی به سمت چاپگرها می رسانند. جریان پودر مانند “طوفان شن در لوله” توصیف شد (و توسط من دیده شد). نمایندگان GE Additive گفتند که می توانند حدود 25 کیلوگرم پودر در ساعت جابجا کنند، که برای سوخت رسانی به یک چاپگر سری 3 برای حداقل 14 ساعت استفاده مداوم کافی است.
بابت عدم وجود تصاویر مناسب برای نشان دادن نحوه عملکرد این سیستم شگفت‌انگیز پوزش می‌طلبم، اما مجدداً توسط GE Additive اجازه گرفتن هیچ تصویری را نداشتم. با این حال، در تصویر بالا به سختی می توانید برخی از لوله کشی بین اجزای دستگاه بالای تجهیزات را تشخیص دهید.
Series 3 Scaling
سیستم سری 3 از ابتدا به گونه ای طراحی شده است که برای پیاده سازی های بسیار بزرگ مقیاس بندی شود. در اینجا نحوه کار آن آمده است:
سیستم های متمرکز MHS می توانند به چندین چاپگر متصل شوند. از نظر تئوری، یک Powder MHS می‌تواند بیش از دوجین پرینتر را عرضه کند – به طور مداوم، اگر کارها به گونه‌ای تنظیم شده باشند که حجم کار را در طول زمان متزلزل کند.
GE Additive توضیح داد که کل فرآیند چاپ به جز مرحله پودرزدایی خودکار است. این بدان معنی است که برای تولید مقادیر زیادی از قطعات به کار بسیار کمی نیاز است.
در مورد پودرزدایی، GE Additive توضیح داد که این یک مشکل وحشتناک پیچیده است و آنها هنوز در حال کار بر روی راه حل هستند. این پیچیده است به دلیل بسیاری از عوامل، از جمله هندسه قطعات ناشناخته، نیاز به روباتیک، ردیابی قطعات جداگانه از یک جعبه ساخت (شما ممکن است بیش از یک قطعه مشتری در یک کار داشته باشید) و این واقعیت که هر شرکتی که از سری 3 استفاده می کند احتمالاً دارای یک روش های مختلف برای ارسال قطعات پردازش
حجم ساخت سری 3 500 x 500 x 500 میلی‌متر است و مانند هر سیستم پودری، می‌توان از آن به صورت سه بعدی استفاده کرد: اشیاء را می‌توان در حجم ساخت روی یکدیگر قرار داد. این بدان معناست که شما می توانید تتریس را در قسمت های مختلفی که مناسب است انجام دهید و همه آنها را در یک کار واحد انجام دهید.
GE Additive پیشنهاد کرده است که آنها آزمایشاتی را با هزاران قطعه در یک کار انجام داده اند. اکنون دوازده چاپگر را تصور کنید که این کار را از یک MHS مرکزی انجام می دهند. حال چندین خوشه از آنها را تصور کنید. فکر می کنم شما این ایده را دریافت کرده اید: این مفهوم فوق العاده مقیاس پذیر است.
چشم اندازهای سری سه بعدی
پس از مشاهده کارکرد سری 3 و بررسی برخی از قطعات تولید شده بر روی این سیستم، تردیدی وجود ندارد که این سیستم می تواند موفقیت چشمگیری در محیط های صنعتی داشته باشد.
من قصد دارم در اواخر این هفته یک مطلب بعدی را با پیامدهای این اطلاعیه مهم ارسال کنم.
از طریق افزودنی جنرال الکتریک