ما هو الدور الذي تلعبه التصنيع المضافة في أنظمة التصنيع الذكية؟

1. التصنيع المضافة: شركة "الجين الرقمي" للتصنيع الذكي
إن استخدام التكنولوجيا الرقمية لتوفير التحكم الدقيق عبر دورة الحياة بأكملها هو أساس أنظمة التصنيع الذكية ، ويتم غرس نهج "التراص المنفصل" للتصنيع الإضافي بطبيعته بالجينات الرقمية. يتم استخدام النموذج الرقمي الأبعاد الثلاثة- كمدخلات ، ومن خلال تكديس طبقة من الطبقة حسب الطبقة ، تخلق عملية التصنيع أجزاء صلبة دون الحاجة إلى إجراءات التصنيع التقليدية مثل تطوير العفن ومعالجة المعالجة ، مما يتيح تصميمًا سلسًا "للإنتاج".
باستخدام فوهة الوقود لمحرك الطائرات كمثال ، تستخدم تقنية البلاتين تقنية الذوبان الانتقائي للليزر (SLM) لإكمال تكوين قنوات التدفق الداخلي المعقدة في طباعة واحدة ، مما يقلل من عدد الأجزاء من 56 إلى 1 وزيادة استخدام المواد من 30 ٪ إلى 95 ٪. يتطلب التصنيع التقليدي أكثر من 20 عملية ، بما في ذلك اللحام والطحن. يعد التصنيع الإضافي أداة حاسمة لتحقيق ابتكار المنتجات في التصنيع الذكي بسبب قدرات التصميم "الشاملة وخفيفة الوزن". تعد إمكانات الإنتاج الرقمي للتصنيع الإضافي للأجزاء الهيكلية المعقدة السائق الرئيسي لحصة قطاع الفضاء البالغ 16.7 ٪ من سوق الطباعة ثلاثية الأبعاد العالمية ، وفقًا للبيانات.
2. "المركز العصبي" للتصنيع المرن: التصنيع الإضافي
إن ميزات "النماذج الأولية الخالية من العفن والسرعة" للتصنيع الإضافي تجعلها أساس أنظمة التصنيع المرنة ، والتصنيع الذكي يدور بشكل أساسي حول تلبية احتياجات التصنيع من الدُفعات الصغيرة ، وأصناف مختلفة ، والتكرار السريع. يمكن تحقيق تكرار حلقة مغلق- من "اختبار طباعة التصميم" عن طريق توصيل معدات التصنيع الإضافية بالإنترنت الصناعي وتلقي تعليمات تغيير تصميم الوقت-.
قامت شركة Sino Power Company بتخفيض دورة البحث والتطوير في صمامات المؤازرة الهيدروليكية من 18 شهرًا إلى 3 أشهر في صناعة السيارات من خلال استخدام تكنولوجيا التصنيع الإضافية. في غضون بضع دقائق فقط ، يمكن لبرنامج التصميم الممساعدة- AI - إنشاء نموذج قناة تدفق محسّن أداءً استنادًا إلى معلمات بسيطة مثل الأبعاد الخارجية وعلاقات اتصال خطوط الأنابيب. يمكن بعد ذلك طباعة قطع الغيار التي تلبي متطلبات الأداء مباشرة من معدات SLM. يعد التصنيع الإضافي تقنية حاسمة في التصنيع الذكي للتعامل مع عدم القدرة على عدم القدرة على التنبؤ في السوق بسبب هذا النهج "الذي يحركه الطلب وسريع الاستجابة".
والأهم من ذلك ، أن سلسلة التوريد العالمية تتغير نتيجة لمزيج التصنيع الموزع والتصنيع الإضافي. باستخدام تقنية الطائرات اللاصقة (BJ) لطباعة قوالب الأحذية على دفعات ، فإن Micron 3D's M420 Multi - يقلل المعدات الصناعية الخفيفة من الإجمالي بنسبة 40 ٪ مقارنةً بآلات CNC التقليدية. من خلال خفض مصاريف اللوجستيات وتراكم المخزون ، فإن نهج "الإنتاج المترجمة ، على إنتاج الطلب-" يعزز المخاطر - من مرونة أنظمة التصنيع الذكية.
3. التصنيع المضافة: حارس مراقبة الجودة الذكي
بينما يجمع التصنيع الإضافي بين أجهزة استشعار إنترنت الأشياء وخوارزميات الذكاء الاصطناعى لتوفير نظام شامل لمراقبة جودة العملية ، فإن التصنيع الذكي يستلزم أن تكون عملية التصنيع ذاتية الإدراك - ، وقرار الذات - ، وذات الذات-. يمكن للكاميرات السريعة- ، والتصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء ، وغيرها من المعدات جمع البيانات في الوقت الفعلي أثناء عملية الطباعة ، بما في ذلك درجة حرارة تجمع الذوبان وسمك انتشار المسحوق. يمكن أيضًا استخدام نماذج التعلم الآلي للتنبؤ باحتمال وجود عيوب وتعديل معلمات مثل طاقة الليزر وسرعة المسح.
من أجل تحقيق تحديد الوقت الحقيقي - ، قام تحكم حلقة - في العيوب مثل الشقوق والمسامات ، حيث قام معهد أبحاث التصنيع الإضافي في Beijing yuding بتنفيذ تقنية مستشعرات متعددة- في إنتاج المكونات المعدنية الكبيرة. يمكن أن ترفع طريقة "التوأم الرقمية" عائد مكونات سبيكة التيتانيوم الكبيرة من 60 ٪ إلى 92 ٪ ، وتحديد مخاطر العملية مسبقًا ، وتكرار عملية الطباعة في الفضاء الظاهري. مفتاح ضمان اتساق المنتج في التصنيع الذكي هو التصنيع الإضافي ، وفقًا لهذا القرار "Data- ، قرار ذكي - صنع" نموذج مراقبة الجودة ".
4. "ممارس" التصنيع الأخضر: التصنيع الإضافي
يعد تحقيق الاستخدام الفعال للموارد وخفض انبعاثات الكربون أحد الأهداف النهائية للتصنيع الذكي ، وميزات الطباعة المضافة "القريبة من الشكل" تجعلها مثالًا رئيسيًا على التصنيع الأخضر. من خلال إدارة المواد بعناية ، يمكن للتصنيع المضافة أن يقلل من كمية النفايات التي تنتجها المعالجة الميكانيكية إلى 5 ٪ ، في حين أن التصنيع التقليدي التقليدي يولد ما يصل إلى 70 ٪ من النفايات. على سبيل المثال ، تكون فوهات البنزين المطبوعة ثلاثية الأبعاد من GE Aviation أخف وزنا بنسبة 25 ٪ من الأجزاء المزورة التقليدية ، مما يوفر شركات الطيران أكثر من 500 مليون دولار في نفقات الوقود سنويًا وخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بمقدار 1.2 مليون طن.
علاوة على ذلك ، توفر إمكانات "إعادة التصنيع" للتصنيع الإضافي مقاربة جديدة لإدارة دورة حياة المعدات. من خلال إصلاح شفرات توربينات محرك الطائرات محليا باستخدام تقنية ذوبان شعاع الإلكترون (EBM) ، فإن Rolls - Royce قادر على ثلاث مرات وتوفير تكاليف الصيانة بنسبة 60 ٪. تمشيا مع فكرة التنمية المستدامة للتصنيع الذكي ، فإن نهج "الإصلاح بدلاً من استبداله" لا يطيل فقط عمر خدمة الجهاز ولكن أيضًا يقلل من استهلاك الموارد.