Kokia yra „Metal 3D“ spausdinimo tikimybė numatant gedimus ir intelektualią atsarginių dalių gamybą?

一, Gedimų prognozė: pokytis nuo pasyvios priežiūros prie aktyvios gynybos
Tradicinės įrangos gedimo prognozė priklauso nuo rankinio patikrinimo ir empirinio sprendimo, todėl sunku susidoroti su netiesiniais gedimų režimais, kai eksploatavimo sąlygos yra sudėtingos. Daiktų internetas, skaitmeniniai dvyniai ir dirbtinis intelektas dirba kartu su metalo 3D spausdinimo technologija, kad sukurtų intelektualią prognozavimo sistemą, vadinamą „suvokimo analizės sprendimas -“.
1. Stebėjimas realiu laiku ir defektų įspėjimas
LLNL nacionalinė laboratorija Jungtinėse Valstijose sukūrė metalo 3D spausdinimo realų - laiko defektų aptikimo sistemą, kurioje naudojamos fotodiodai, pirometrai ir šiluminiai vaizdai, kad stebėtų išlydyto baseino šilumos spinduliuotę. Kai jis naudojamas su daugialypiais - fizikos lauko modeliavimu, jis gali numatyti grotelių kolonos gedimus, kurių tikslumo greitis bus didesnis nei 94%. Ši technologija buvo naudojama siekiant stebėti aviacijos variklio ašmenų spausdinimo procesą. Tai sumažina laiką, kurio reikia norint rasti kelių valandų defektus, susijusius su tipišku kompiuterine tomografija, iki milisekundžių, ir tai leidžia anksti išspręsti problemas.
Šanchajaus Jiao Tong universiteto komanda Kinijoje naudojo aukštą - pralaidumo modeliavimą, kad sudarytų santykių grafiką tarp įvesties energijos tankio ir poringumo. Jie taip pat padarė mašininį mokymąsi - pagrįstą porų prognozavimo modelį, kuris iš anksto gali rasti porų defektus lazerinio miltelių lovos lydymosi (LPBF) procese, o tai daugiau nei 30%padidina aviacijos ir kosmoso dalių nuovargio tarnavimo laiką.
2. Lifo ir skaitmeninio dvynuko modeliavimas
Tokios įmonės kaip „Siemens“ naudoja skaitmeninę dvynių technologiją, kad sukurtų virtualius 3D spausdintų dalių modelius. Šie modeliai rodo tikrą - laiko informaciją apie tokius dalykus kaip stresas, temperatūra ir vibracija. Pavyzdžiui, vienas aviacijos gamintojas iš titano lydinio pagamino konstrukcines dalis didžiuliams JAV pagamintų lėktuvų. Skaitmeniniai dvyniai buvo naudojami modeliuojant nuovargio įtrūkimų kelią intensyviomis veiklos aplinkybėmis. Tai pakeitė techninės priežiūros ciklą iš „įprastos priežiūros“ į “į - paklausos pakeitimą“, kuris 40%sumažino atsarginių dalių atsargų išlaidas.
JAV armijos tyrimų laboratorija (ARL) deda jutiklius į 3D - atspausdintas martensitines plienines dalis, naudoja mašininį mokymąsi, norėdamas žiūrėti į nusidėvėjimo duomenis, ir prognozuoja, kiek laiko truks dalys. Tai taip pat išlaiko klaidų lygį, mažesnį nei 5%. Šis metodas buvo naudojamas numatyti, kada karinėms sraigtasparnių pavarų dėžėms reikia priežiūros, o tai sumažina neplanuotą prastovą 60%.
3. Derinant faktus iš kelių šaltinių ir priimant protingus sprendimus
„Platinum Technology“ intelektualioji proceso biblioteka naudoja AI algoritmus, kad surastų geriausią spausdinimo sprendimą, sujungdama daugiau nei 100 000 medžiagų parametrų rinkinių su duomenimis apie įrangos funkcionavimo, aplinkos ir ankstesnių gedimų. Pavyzdžiui, tam tikro automobilio gamintojo variklio cilindrų bloko spausdinimui sistema automatiškai keičia lazerio galios ir nuskaitymo kelią. Tai sumažina įtrūkimų greitį, kurį sukelia šiluminis įtempis nuo 8% iki 0,3%. Tai taip pat prognozuoja pagrindinių dalių nuovargio ribą ir nurodo vartotojams, kada prieš nesulaukdami pakeisti aukštą - rizikos dalies.
2, Smora atsarginių dalių gamyba: pakeitimas nuo per daug atsargų iki daiktų gaminimo tik tada, kai jų reikia
Sunku patenkinti individualizuotus ir skubius poreikius, susijusius su tradicine atsarginių dalių gamyba, nes tam reikia didelių atsargų ir ilgų - termino pelėsių kūrimo. „Metal 3D Printing“ funkcija „Paskirstyta gamyba“ kartu su debesų platformomis ir išmaniosiomis tiekimo grandinėmis keičia atsarginių dalių gaminimo būdą iš „vietinio spausdinimo ir pasaulinio pasiskirstymo“ į naują paradigmą.
1. Spausdinimas pagal paklausą ir greitas atsakymas
LIM - x650H lazerinio spausdintuvas naudoja daugialypę - lazerio bendradarbiavimo technologiją ir gali gaminti dideles orlaivių atsargines dalis, pavyzdžiui, varikliams degalų purkštukus. Tam tikra oro linijų bendrovė nuotoliniame oro uoste įkūrė nešiojamą 3D spausdintuvą. Jis gauna projektavimo failus per debesis ir atspausdina pažeistus hidraulinio vožtuvo korpusus vietoje. Tai sumažina priežiūros ciklą nuo įprastų dviejų savaičių iki aštuonių valandų ir sumažina atsarginių dalių gabenimo išlaidas 90%.
Medicinos pramonėje 3D sistemos naudoja metalinę 3D spausdinimą, kad ortopedijos pacientams gaminti unikalius klubo implantus. Jie naudoja AI algoritmus, kad pagerintų biomimetinius dizainus, todėl implantams reikia laiko integruoti su kaulais nuo 6 mėnesių iki 3 mėnesių. Įkėlę pacientų nuskaitymo duomenis į debesį, 3D spausdinimo gamintojai bet kuriame pasaulio mazge gali iškart pasidaryti daiktus, ką reiškia „globalus dizainas, vietinis gamyba“.
2. Naujos medžiagos ir našumo pritaikymas
Metalo 3D spausdinimas gali pakeisti tai, kaip gaminami nauji milteliai, pavyzdžiui, aukštos entropijos lydiniai ir gradiento medžiagos, kad atitiktų įvairią darbo aplinką. Kinijos mokslų akademija sukūrė „Feconicral High Entropy“ lydinį. 3D spausdinimo dėka jis turi vienodą kompozicijos pasiskirstymą, o 3,5% NaCl tirpale jis korozija tik 1/5, kaip ir tipiškas 316L nerūdijantis plienas. Jis buvo naudojamas perdaryti vėjo turbinos guolių sėdynes jūroje, kurios dabar gali trukti daugiau nei penkerius metus.
„Broadcom Precision“ 3D - atspausdintas štampas - liejimo pelėsių įdėklai Naudokite vietinį armatūros dizainą, kuris yra daug geresnis nei ankstesni metodai, atsižvelgiant į smūgio kietumą, atsparumą nusidėvėjimui ir derliui. Viena automobilių kompanija panaudojo šią technologiją, kad pagamintų aliuminio lydinio ratų stebules. Dėl to pelėsiai truko 20 000 kartų ilgiau ir sumažino kiekvieno įrenginio kainą 35%.
3. Apskritai ekonomika ir ekologiška gamyba
Optimizuodamas topologiją ir sumažindamas medžiagų atliekas, metalinis 3D spausdinimas sumažina anglies pėdsaką, kad būtų galima daug gaminti atsargines dalis. Pavyzdžiui, „Platinum Technology“ pagamino variklio laikiklį aviacijos įmonei, kuri buvo 60% lengvesnė ir naudojo 80% mažiau žaliavos, nes jos dizainas yra gardelės. Naudojant miltelių patikrinimo ir regeneravimo sistemas, metalo milteliams taip pat padidėjo daugiau nei 95%, o tai sumažina išteklių praradimą gamybos metu.
„Zhongke Quantum Laser“ naudoja 3D spausdinimo technologiją, kad sukurtų naujus kristalizatorių vario plokšteles, skirtas techninei priežiūrai. Lazeriu apvalkalas ir pritvirtinus susidėvėjusį sluoksnį ant išmestų vario plokštelių paviršiaus, jos gali trukti 1–7 kartus ilgesnį. Tai sutaupo plieno įmonių daugiau nei 50% jų budėjimo režimo nuostolių ir sumažina anglies dioksido išmetimą daugiau nei 1000 tonų per metus.
3, Ateities tendencija: nuo technologijos derinimo iki aplinkos atkūrimo
Metalo 3D spausdinimas pereina nuo vieno technologinio pasiekimo iki visos pramonės grandinės naudojimo, kad būtų galima numatyti gedimą ir išmaniąsias atsargines dalis. Per ateinančius penkerius metus pramonė parodys šias tendencijas:
Daugiau technologijos integracijos: AI algoritmai dar labiau padidins spausdinimo kelio planavimą, sukurdamas „savaiminį jutiklį, savarankiškai taisyti ir optimizuoti“ intelektualųjį spausdinimą. Skaitmeniniai dvynukai ir „blockchain“ technologija bus naudojama norint sukurti pilną atsarginių dalių gyvenimo ciklo atsekamumo sistemą.
Daugiau būdų, kaip naudoti programą: ji peržengia aviacijos ir kosmoso ir automobilių gamybą, kad apimtų tokias pramonės šakas kaip energija, elektronika ir statyba. Pavyzdžiui, 3D spausdinimas gali sudaryti sudėtingas konstrukcines dalis, kurios gali valdyti aukštą temperatūrą ir radiaciją vietoje, kad būtų galima prižiūrėti branduolinį reaktorių. 5G bazinių stočių statybai 3D spausdinimą galima pritaikyti, kad šilumos išsklaidymo moduliai būtų labai tikslūs.
Verslo modelių inovacijos: Dabar yra naujų metodų, įskaitant debesų gamybos platformas, atsiskaitymą pagal spausdinimo apimtį ir įrangos nuomą. Pavyzdžiui, įmonė pradėjo „3D Print - kaip - A - paslaugos“ (3DPAAS) platformą, susiejančią dizaino išteklius iš viso pasaulio su gamybos mazgais tam tikrose srityse. Vartotojai gali įkelti savo poreikius naudodamiesi programa ir gauti visą reikalingą pagalbą - nuo dizaino iki pristatymo.
Visa standartinė sistema: Kinija leido sukurti kelis pasaulinius standartus tokiems dalykams kaip medžiagų tikrinimas ir įrangos veikimas. Tai padėjo sektoriui augti standartizuotai. Pvz., Aviacijos ir kosmoso pramonėje padidėjęs tinkamumo sertifikavimo atvejų padidėjimas yra didelis žingsnis į priekį technologijos srityje, kuri padidins produktyvumą įmonės širdyje.