Когда речь заходит о рабочем процессе аддитивного производства, конечным пользователям может быть сложно по-настоящему, количественно оценить влияние того или иного решения на их производство. Это особенно актуально для решений постобработки AM, которые часто рассматриваются для упрощения масштабирования и минимизации ручного труда, длительных сроков выполнения заказов и связанных с ними узких мест. Возможно, никто не понимает этого лучше, чем компания Solukon, немецкий специалист по решениям для удаления порошка , которая обладает глубокими знаниями о том, что ищут пользователи AM и как существующие решения постобработки, включая её собственные, могут удовлетворить эти ожидания.

Сегодня компания Solukon предлагает широкий ассортимент продукции для удаления порошка, включая оборудование для аддитивного производства с использованием металлических и полимерных порошков, а также передовые цифровые инструменты, обеспечивающие полностью автоматизированное удаление порошка. Особого внимания заслуживает программное обеспечение SPR Pathfinder, которое генерирует индивидуальные последовательности движений для удаления порошка на основе геометрии детали. Этот инструмент важен не только для эффективного удаления порошка со сложной геометрии, но и для обеспечения возможности полного удаления порошка из отпечатанных деталей.

В этой статье мы рассмотрим основные показатели, связанные со стоимостью, производительностью и устойчивостью, которые делают постобработку более измеримой, чтобы конечные пользователи могли лучше понять пригодность и рыночный потенциал решений для постобработки, таких как решения Solukon по обеспыливанию.

Ключевые показатели затрат

По данным компании Solukon, время и трудозатраты — важнейшие показатели, которые следует учитывать при расчёте стоимости постобработки. Как поясняет компания, для надлежащего удаления порошка с напечатанной детали вручную, например, щёткой, продувкой и встряхиванием, может потребоваться несколько дней. Выбор автоматизированного решения для удаления порошка может значительно сократить это время (с нескольких дней до нескольких часов), а также освободить время операторов для выполнения более важных задач.

Аналогичным образом, производительность изготовления деталей также является связанным показателем. «Представьте, что вы производите детали на печатной системе стоимостью в миллион долларов, а потом они просто стоят в очереди на постобработку», — говорит Марина Хаугг, руководитель отдела маркетинга и связей с общественностью. Интеграция автоматизированного решения для постобработки может значительно повысить эффективность производства за счёт сокращения времени на её обработку. Более того, программное обеспечение SPR Pathfinder от Solukon может рассчитать оптимальный путь удаления порошка для всей рабочей платформы, а не только для одной детали, что также повышает производительность.

Ещё одним важным показателем стоимости является частота обновления порошка. Другими словами, сколько порошка, собранного в процессе сборки, можно использовать повторно. Решение Solukon при очистке деталей собирает свободный порошок в контейнер, защищённый от загрязнений, что значительно облегчает повторное использование порошка. Это особенно влияет на прибыль производителя при использовании дорогостоящих металлических сплавов, таких как титан или тантал.

Ключевые показатели эффективности

При выборе решений для постобработки чистота деталей — главный критерий. Как объясняет Solukon, причина этого очевидна: «Остатки порошка могут привести к серьёзным дефектам или повреждениям деталей на последующих этапах постобработки или в процессе эксплуатации».

По мере того, как геометрия деталей становится всё сложнее, возрастает и сложность их удаления порошка. В таких случаях ручное удаление порошка не только медленно, но и может быть неэффективным. Программное обеспечение Solukon SPR Pathfinder решает эту проблему, генерируя специальные последовательности движений для оборудования Solukon для удаления порошка, основанные на геометрии детали. Как заявляет компания: «Чистота деталей — наша главная цель, поэтому мы постоянно работаем над усовершенствованием наших станков и технологических процессов», — говорит Андреас Хартманн, генеральный директор и технический директор Solukon.

Поддержание качества деталей на платформе построения также является важным показателем. В процессе удаления порошка обычно используется молоток, который целенаправленно постукивает по детали, чтобы разбить и разрыхлить комки порошка, что часто происходит с такими материалами, как медь. Этот метод физического удаления порошка может иметь негативные последствия при применении к деталям с тонкими стенками или хрупкими конструкциями. Для решения этой проблемы Solukon предлагает ряд различных вариантов удаления порошка, соответствующих требованиям различных типов компонентов.

Для деталей с деликатными деталями пользователи могут выбрать ультразвуковое возбуждение – щадящий, но при этом тщательный метод, снижающий риск повреждения от вибрационных напряжений. Даже очень тонкие конструкции (диаметром менее 0,5 мм) хорошо реагируют на высокочастотное ультразвуковое возбуждение. Для более стандартных деталей с более толстыми стенками Solukon также предлагает метод, сочетающий пневматический вибратор и ударный молоток.

Ключевые показатели устойчивого развития

Поскольку устойчивое развитие становится всё более важным приоритетом для производителей, углеродный след на протяжении всей производственной цепочки становится приоритетом для тех, кто внедряет аддитивное производство. Поэтому для этапа удаления порошка в рабочих процессах постобработки ключевым показателем устойчивости являются показатели потребления, включая потребление инертного газа и энергии.

Компания Solukon поясняет, что при разработке оборудования для удаления порошка компания приняла осознанные решения относительно расхода инертного газа. В компании отмечают: «Для работы с химически активными материалами камера системы Solukon должна быть заполнена инертным газом (например, аргоном). Это часто является существенным фактором, влияющим на стоимость и экологичность, поэтому мы всегда проектируем камеры машин максимально компактными».

Компания Solukon также подчёркивает прозрачность процесса обеспыливания. «Мы обеспечиваем полную прозрачность, отслеживая данные на протяжении всего процесса обеспыливания. Наш инструмент цифрового производства (DFT) регистрирует все соответствующие данные процесса обеспыливания и суммирует значения в файле протокола».

Такая прозрачность даёт пользователям чёткое представление о процессе удаления порошка, предоставляя данные об остаточном кислороде, давлении в камере, сжатом воздухе, температуре, энергопотреблении и т. д. Эти данные также можно объединить в подробный файл протокола для каждого задания по сборке.

Что касается устойчивого развития, DFT от Solukon также отслеживает углеродный след процесса. Для отслеживания этого показателя клиенты могут ввести потребление CO₂ на киловатт-час электроэнергии (данные можно получить у поставщиков энергии) и углеродный коэффициент для потребления сжатого воздуха. Используя эти два значения, DFT автоматически рассчитывает углеродный след этапа постобработки.

Что на горизонте?

Решения Solukon занимают лидирующие позиции в области постобработки AM с точки зрения производительности и автоматизации, и заказчики уже используют эту технологию для масштабируемого серийного производства. Хотя сам процесс удаления порошка полностью автоматизирован, Solukon постоянно совершенствует свои решения, повышая уровень автоматизации, особенно в задачах, связанных с удалением порошка.

С этой целью компания Solukon представит на выставке Formnext 2025 специальную версию своей системы удаления порошка SFM-AT800-S, разработанную совместно с компаниями Grenzebach и Yaskawa. Эта эксклюзивная версия объединяет автоматизированную транспортировку деталей, удаление порошка и роботизированную финишную обработку, что является значительным шагом на пути к ещё большей эффективности и автоматизации процессов постобработки.

В то же время компания Solukon уже продемонстрировала свой опыт в области интеграции автоматизации в рамках таких проектов, как HyProCell: система Solukon SFM-AT800 непрерывно взаимодействует с центром управления во время загрузки роботом. Для этого SFM-AT800 оснащена специальной загрузочной дверцей и автоматической системой зажима.

Другая концепция робототехнической интеграции была успешно реализована в Институте станкостроения и обработки давлением Фраунгофера (IWU) в Дрездене, Германия. Здесь Solukon SFM-AT800 с интерфейсом OPC-UA входит в состав модульной роботизированной ячейки. Эта полностью автоматическая ячейка служит ярким примером для последующей обработки: помимо блока удаления порошка Solukon, ячейка роботизированной ячейки включает в себя систему оптического анализа геометрии и систему удаления поддержек. Различные станции взаимодействуют через OPC-UA. Робот выполняет загрузку деталей и дополнительные операции по резке металла.

Эти инновационные системные концепции вряд ли будут внедрены в коммерческую эксплуатацию в ближайшее время — во многом потому, что компания Solukon считает, что проекты по интеграции робототехники придется адаптировать под индивидуальные требования — но они указывают на потенциал для дальнейшего улучшения показателей стоимости, производительности и устойчивости процесса измельчения за счет повышения уровня автоматизации.

Источник