Velo3D تولید توزیع شده را در مقیاس جهانی ثابت می کند

در حالی که فناوری تولید متعارف چندین دهه است که محصولات داخل کشور را به صورت جهانی عرضه کرده است – اغلب شامل دارایی‌های تولید اختصاصی و پرهزینه و پرسنل فاقد انعطاف‌پذیری می‌شود. مسائل مربوط به زنجیره تامین با خرید، و همچنین زمان تاخیر تولید ذاتی فن آوری هایی مانند ریخته گری، می تواند بر هزینه ها و تاخیر در تحویل محصولات تولید شده معمولی بیفزاید.

Metal AM قول داده است که در محل به جای چند ماه، قطعات قدیمی را جایگزین کند. همچنین می‌تواند کارآمدتر و سازگار با محیط‌زیست باشد که از مواد اولیه آلیاژ پودری که برای تولید محصولات فلزی AM استفاده می‌شود، به جای تامین مواد اولیه و شکل‌دهی آنها با روش‌های شکل‌دهی سنتی، کارآمدتر و سازگارتر باشد. علاوه بر این، همانطور که قبلاً می دانیم، آزادی هندسی که فناوری AM وعده داده است، فرصت هایی را برای بازبینی طرح های قدیمی ایجاد می کند. چندین قسمت را می توان به اجزای تک تکه و بسیار پیچیده تبدیل کرد که برای عملکرد به جای تولید بهینه شده اند. آلیاژهایی که کار با آنها با استفاده از روش‌های تولید مرسوم دشوار است را می‌توان آسان‌تر به‌صورت سه بعدی پرینت کرد – تا اطمینان حاصل شود که کیفیت بالاتر قطعات با استفاده از مواد کمتر تحویل داده می‌شود. با زمان‌های چرخش سریع‌تر از بسیاری از فناوری‌های تولید فعلی، فلز AM می‌تواند چابکی زنجیره تامین و تحویل مقیاس‌پذیر و بر اساس تقاضا را ارائه دهد.

یک هدف بلندپروازانه

راه‌حل ایده‌آل یک فایل پرینت دیجیتالی واحد است که نتیجه یکسانی را در ماشین‌های مختلف AM در مکان‌های مختلف و در هر نقطه از جهان ایجاد می‌کند. این امکان تولید مقیاس‌پذیر را فراهم می‌کند که به تولیدکنندگان این اطمینان را می‌دهد که می‌توانند همان قطعات را در شرایط مشخص، اکنون و در هر نقطه‌ای در آینده، بر روی هر ماشینی مشابه بدون نیاز به توسعه اضافی تولید کنند. با این حال، در حالی که قطعات پرینت سه بعدی فلزی در حال حاضر ارزش خود را در هوا، فضا، نیروگاه‌ها و زیر زمین و اقیانوس ثابت کرده‌اند، هیچ ارائه‌دهنده فلزی LPBF نتوانسته است تولید قابل تکرار AM توزیع‌شده AM را در مقیاس جهانی نشان دهد – تا کنون.

پس از تولید موفق و استقرار خدمات میدانی قطعه فلزی نفت و گاز AM با یک شرکت بزرگ آمریکای شمالی در سال 2021، IMI Critical و Velo3D با هم همکاری کردند تا این کار را به یک پروژه تولیدی توزیع شده گسترش دهند. هدف این پروژه اثبات این بود که چاپگرهای Velo3D Sapphire می‌توانند مقیاس‌پذیری و مشکل آمادگی تولید را که بسیاری از پلتفرم‌های AM با آن دست و پنجه نرم کرده‌اند را حل کنند – تولید قطعات مشابه در مشخصات در پرینترهای مختلف، با استفاده از یک فایل چاپی، بدون هیچ تلاشی برای توسعه بیشتر. در صورت موفقیت آمیز بودن، به IMI Critical این اطمینان را می دهد که می تواند تولید خود را بر اساس آن مقیاس کند تا قطعات مشابه را در هر چاپگر Sapphire در جهان با استفاده از یک فایل چاپی مشابه تولید کند.

پروژه جدید بر اساس همان شیر خفه کننده – یک دستگاه کنترل جریان با فشار بالا است که در چاه های تزریق آب برای جلوگیری از مشکلات فرسایش، نویز و لرزش استفاده می شود. این قطعه یک ارتقاء پرینت سه بعدی به بخشی است که در اصل از طریق ابزارهای معمولی مانند ماشینکاری و لحیم کاری ساخته شده است. طراحی مجدد AM کارایی فناوری Drag اختصاصی IMI Critical را افزایش می‌دهد که سرعت جریان مخرب سیال را از طریق دریچه‌های کنترل مدیریت می‌کند. قطعات مطابق با بالاترین میزان بحرانی – AMSL Level 3 per API20S – استانداردهای تعیین شده توسط موسسه نفت آمریکا (API) تولید شدند.

یک دهه تجربه با فناوری‌های در حال پیشرفت AM و موفقیت کار قبلی آن‌ها با Velo3D، به IMI Critical این اطمینان را داد که پروژه تولید توزیع‌شده را دنبال کند. استیو فریتاس، مدیر توسعه محصول جدید در می گوید: «این انتظار یک ساله بین نهایی کردن طراحی سوپاپ و سپس تصمیم به چاپ بیشتر آن در مکان های مختلف، ترسی را که همه در یک شرکت تولیدی جهانی دارند شبیه سازی می کند. IMI بحرانی. “زمان گذشته است، و شما باید دوباره همان طرح را به تعداد تولید کنید، اما چگونه می توانید مطمئن باشید که بدون تلاش های اضافی برای توسعه و صدور گواهینامه، مطابق با مشخصات باشد؟”

آنها چطور این کار را کردند؟

فایل چاپی Velo3D موجود از پروژه 2021، که شامل کل مجموعه دستورالعمل برای پرینت سه بعدی است، از سیستم PLM IMI Critical بیرون کشیده شد، و به طور ایمن به شش سایت تولیدی در سه قاره (چهار در ایالات متحده، یک در آسیا، و یک سایت در آمریکا ارسال شد. اروپا).

CMهای درگیر عبارتند از Stratasys Direct Manufacturing (Austin، TX)، Duncan Machine Products (دانکن، اوکلاهما)، Knust-Godwin (کتی، تگزاس)، Avaco (کره جنوبی)، و Schoeller Bleckmann Oilfield Equipment (SBO، اتریش). چاپ ششم در دفتر مرکزی Velo3D در کالیفرنیا.

نحوه اجرای این پروژه به شرح زیر است:

• در هر سایت CM، سیستم Velo3D Sapphire یک سری بررسی های کالیبراسیون را انجام داد تا از نتایج چاپ قابل پیش بینی و سازگار اطمینان حاصل شود.
• “فایل چاپ طلایی” قفل شده در هر سیستم Velo3D Sapphire بارگذاری شد. مجموعه دستورالعمل های لیزر آن را نمی توان در سایت CM تغییر داد. این فایل چاپی اصلی، بدون هیچ تغییری، از سال 2021 بود که با استفاده از پارامترهای مبتنی بر ویژگی اختصاص داده شده توسط Flow، نرم‌افزار آماده‌سازی چاپ Velo3D ایجاد شد.
• هر بیلد شامل دو قسمت بود و در محل چاپ شد. هم فرآیندهای کالیبراسیون و هم کیفیت اجرای چاپ توسط Assure نظارت می شود که در هر سیستم Sapphire تعبیه شده است.
• گزارش‌های ساخت به‌طور خودکار توسط Assure تولید می‌شوند، که داده‌ها را از بیش از 800 حسگر که بر ساخت نظارت می‌کنند جمع‌آوری می‌کند – و اطمینان حاصل می‌کند که هر بیلد در هر دستگاه CM به طور مداوم و در محدوده‌های کنترل فرآیند اجرا شده است. در مورد شیر خفه کننده IMI/CCI، داده های جمع آوری شده از Assure با الزامات تجویز شده توسط API20S مطابقت دارد و به طور یکپارچه در سیستم کیفیت OEM یکپارچه می شود.
• پودر اضافی پس از هر ساخت از قطعات حذف می شد.
• سپس قطعات از تنش کاسته و از صفحه ساخت خارج شدند. عملیات حرارتی و ماشینکاری اضافی در هر مکان انجام شد.
• سپس قطعات تحت کنترل کیفیت دقیق قرار گرفتند که شامل بازرسی ابعادی، آزمایش مکانیکی و آزمایش جریان هر شیر می‌شد.

نتایج

پس از تکمیل مراحل ذکر شده در بالا، جمع آوری داده ها برای 12 قسمت چاپ شده، دو قسمت از هر یک از شش مکان تولید، اکنون تکمیل شده است. نتایج به این نتیجه رسیدند که آزمایش مکانیکی و آزمایش جریان – همراه با ارزیابی مخرب و غیر مخرب کوپن‌های مواد – نشان می‌دهد که همه قطعات، هم از نظر متالورژی و هم از نظر عملکرد، مشخصات طراحی و عملکرد IMI را برآورده می‌کنند.

زک والتون، مدیر توسعه کسب و کار فنی در Velo3D گفت: “ما اکنون اطمینان داریم، چه دو هفته دیگر یا دو سال آینده، همان فایل چاپی را در هر یک از این تامین کنندگان در آینده چاپ کنیم.” «با تعریف محصول دیجیتال، که در API20S به عنوان مجموعه‌ای از داده‌های مورد نیاز برای بازتولید مؤلفه‌های ساخته‌شده به صورت افزودنی، بدون تغییر نسبت به پروژه 2021، بیان شده است، این توانایی عدم نیاز به صلاحیت مجدد یا توسعه مجدد را نشان می‌دهد – که یک پیروزی بزرگ برای O&G است. و همچنین سایر صنایعی که تلاش می کنند تولید توزیع شده را گسترش دهند.

این نتایج یک معیار مهم برای نشان دادن این است که تولید توزیع شده با استفاده از فناوری پیشرفته همجوشی بستر لیزر پودر لیزری فلزی (LPBF) در دنیای واقعی قابل دستیابی است.

قابل اجرا در هر صنعتی

استیو فریتاس گفت: «اکنون که ما در حال گسترش کسب و کار مقاوم سازی خود در سراسر جهان هستیم، ارزش داشتن یک راه حل AM سرتاسری را که امکان تولید مقیاس‌پذیر بدون به خطر انداختن کیفیت و تکرارپذیری را فراهم می‌کند، می‌دانیم. «ما رویکرد Velo3D را در این زمینه بسیار جذاب می‌دانیم. ما مجبور نیستیم هر بار چرخ را دوباره اختراع کنیم زیرا دستور العمل های ساخت و چاپ دستورالعمل های فایل قفل شده را داریم. همچنین به دلیل عدم نیاز به تکرار صلاحیت در هزینه ها صرفه جویی می کند. این IP را برای فایل دستورالعمل چاپ حفظ می کند، که با استقرار جهانی اهمیت بیشتری پیدا می کند.

این شرکت قبلاً به پروژه‌های دیگری با استفاده از شبکه Velo3D از CM ها – قطعات پرینت سه بعدی مانند یک شیر تخلیه گاز 12 اینچی برای تأسیسات دریایی و یک شیر پمپ تغذیه دیگ بخار 10 اینچی برای نیروگاه‌های فوق بحرانی رفته است.

استیو فریتاس گفت: «ما اکنون یک زنجیره تامین مقیاس پذیرتر برای مشتریان جهانی خود داریم. «فناوری Velo3D می‌تواند طرح‌های قدیمی ما را بدون نیاز به صلاحیت مجدد در ماشین‌های جدید چاپ کند و به ما امکان می‌دهد در صورت نیاز تولید را بالا و پایین کنیم. این برای ما بسیار موثر است، با توجه به کتابخانه عظیم ما از قطعات مرجع. همچنین می‌توانیم با به‌روزرسانی طرح‌های قدیمی، نوآوری بیشتری داشته باشیم. و اکنون می‌توانیم قطعات بسیار بزرگ، تا قطر 24 اینچ را با سیستم جدید و بزرگتر Sapphire XC چاپ کنیم. ما در مورد کاری که در اینجا در حال انجام است و راه پیش رو بسیار هیجان‌زده هستیم.»

چه در فضا، دفاع، قدرت یا هر محیط صنعتی دیگری کار می کنید، اگر بخواهید یک قطعه یدکی جداگانه یا تعداد بیشتری از قطعات بهینه شده و با کارایی بالا را تولید کنید، ممکن است مشکلات مقیاس پذیری مشابهی در آینده داشته باشید که AM زک والتون گفت – و یک شبکه جهانی از CMها – اکنون می توانند با موفقیت حل شوند.