Оврын загварыг ухаалгаар зохион байгуулж цикл хугацааг хэрхэн сайжруулах вэ

Хийн хэвний загварын дизайны нөлөөг циклд ойлгох

Үйлдвэрлэл дэхь хийн хэвний дизайн ба циклийн хоорондын шууд холбоо

Хийн хэвийг яаж зохион бүтээсэн нь деталь үйлдвэрлэх хурдад ихээхэн нөлөөлдөг. Учир нь энэ нь дулаан шилжих, материал хэвэнд хэрхэн орох, хөрсний дараа деталийг гаргах асуудалд нөлөөлдөг. Өнгөрсөн жил Пластик Инженерчлэлийн Хорооноос хийсэн судалгаагаар илэрсэн байдлаар, үйлдвэрлэгчид хэвний доторх хөргөлтийн сувгуудын байршлыг тохируулбал тээврийн хэрэгслэний деталийн үйлдвэрлэлийн цагийг ойролцоогоор 19%-иар бууруулж чаддаг. Маш нарийн хэсгүүд эсвэл гүдгэр бүтцийн сийрэг зэрэг нарийн бүтэцтэй дүрсүүдтэй ажиллах үед асуудал илүү нарийсдаг. Ийм хэсгүүд зөв хөрөхөд нэмэлт цаг шаардлагатай тул цикл 20%-40% хүртэл удашрана. Таазны хаалтуудыг муу байрлуулах нь агаарын хөндийг дүүргэх үед бапгаруулж, гажиг үүсэхээс сэргийлэхийн тулд операторууд нь хийг нэвтрүүлэх хурдыг удаашруулахад хүргэдэг.

Хэлхээний загварын зураглалаас хамаардаг шахах булангуудын гол үе шат

Загварын зураглалыг сайжруулахад хамгийн илүү нөлөөлөх циклийн үе шатууд:

1. Хүйтэнжилт (Нийт циклийн хугацааны 40–60%): Тохируулсан хөргөлтийн системүүд дулааны ялгааг бууруулдаг.
2. Холдлох : Хэвийн түвшний загварын шугамын зохион байгуулалт хэлхээний хазайлтыг багасгаж, хурдан нээх боломжийг олгодог.
3. Харуулга : Босоо өргөгчид болон салгагч хавтангууд нэг циклд 5–8 секундын хугацааг товчлоно.

Хурдасгасан цикл ба деталийн чанар, хэмжээний тогтвортой байдлыг тэнцвэржүүлэх

Хөргөлт тусгай байдлыг хадгалж чадаагүй тохиолдолд хурдасгасан цикл нь муруйх эрсдэлийг үүсгэдэг — 2024 оны шинжилгээгээр анагаахын багажны бүрхүүл дэх хэмжээний 0.12 мм-ийн хэлбэлзэл нь циклийн хугацааг 15%-иар бууруулсантай холбоотой байв. Шахагчид дүүргэлийн хурдыг (~1.5 секунд) даралтын тогтвортой байдлаар (±2%-ийн хэлбэлзэл) тэнцвэржүүлсэн хаалтын загварыг уналтыг сааруулах, гарцын зорилгоо хангах зорилгоор илүүд үздэг.

Илүү хурдан, жигд дулааны удирдлагын тулд хөргөлтийн системийг үр ашигтай болгох

Хийн хэвэнд шилжүүлэн хийх загварын зохиомжид үр дүнтэй дулааны удирдлага нь циклийн хугацаа болон деталийн чанарт шууд нөлөөлдөг. Стратегийн хөргөлтийн сувгийг зөв байршуулах нь халуун цэгүүдийг багасгаж, деталийн геометрт тохирсон сувгуудыг байрлуулахад циклийн хугацааг 15–20% бууруулдаг байна (Ponemon 2023). Энэ арга нь хэмжээний нарийвчлалыг хадгалж байх үед хойшлогдсон хөргөлтийн тохируулгаас хамаарах зэргийг бууруулдаг.

Хийн хэвэнд шилжүүлэн хийхэд хэлбэрт нийцсэн хөргөлт: Дулаан шилжих үр ашгийг сайжруулах

Нэмэх үйлдвэрлэлээр боломжтой болсон хэлбэрт нийцсэн хөргөлтийн сувгууд нь нарийн деталийн контуртай таарч, шулуун сувгуудтай харьцуулахад дулаан задлах хурдыг 40% -иар нэмэгдүүлдэг. Эдгээр 3D хэвлэгдсэн замууд нь хэвний гадаргуу дээр ±1.5°C дулааны нэгэн төрлийг хадгалж, зузаан ханатай детальд маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Нарийвчлалтай хөргөлтийн системийн зохиомжид CFD болон имитацийн аргуудыг ашиглах

Орчин үеийн тооцооллын шингэний динамикийн (CFD) хэрэгслүүд дулааны үзүүлэлтийг 5%-аас бага алдаатай таамаглаж, инженерчид дараах зүйлийг хийх боломжийг олгодог:

• Шингэн хөргөгчийн урсгалын загварыг харах
• Урсгалын сул бүсийг тодорхойлох
• Даралт буурах харьцааг оновчтой болгох

2023 оны нэгэн тохиолдолд судалгаа нь имитаци дээр суурилсан загварчлалын тусламжтайгаар автомашины холбогчийн хэлбэр алдалтыг 28%-иар бууруулж, хөргөх циклийг 14 секунд болгож багасгасан талаар тайлбарласан.

Тэнцвэртэй хөргөлтийн загвараар хэлбэр алдалт сэргийлэх

Жигд бус хөргөлт нь детальд үлдэгдэл хүч үүсгэж, ажиллах чадварыг муутгах эрсдэлтэй. Үүнийг бууруулах гол арга замууд:

Тохиолдолын судалгаа: Өндөр хэмжээний үйлдвэрлэлд хөргөх хугацаа 30%-иар хурдассан

Эмнэлгийн багажны үйлдвэрлэгч шприцийн матрицад формд тохирсон хөргөлтийг нэвтрүүлснээр дараах үр дүнд хүрсэн:

• Хөргөх хугацаа багасах: 32 сек − 22 сек
• Эрчим хүчний хэмнэлт: сард 410 кВтц/цаг
• Хаягдал багасах: 6.7% − 1.2%

Энэхүү тохируулга нь нэмэлт капиталын зардалгүйгээр 12%-иар илүү их үйлдвэрлэлийн нэвтрэлтийг боломж болгосон.

Гарц, урсгалын системийн загварчлалаар урсгалын үр ашгийг сайжруулах

Цацлага цэвэрлэх хугацаа болон агаарын бөглөөг багасгахын тулд эрчимтэй хаалтын байршлыг тохируулах

Хаалтууд хаана байрших нь хайлсан пластик орох хурд, дотор нь агаар бапп баригдахаас сэргийлэхэд ихээхэн нөлөө үзүүлдэг. Ханын зузаан багатай хэсгээс хол гадагш чиглүүлж хаалт байршуулахад шахалтын стресс багасаж, ердийн ирмэгийн хаалтуудтай харьцуулахад ойролцоогоор 15-30 хувийн хурдасгал гардаг. Материалын Боловсруулалтын Институт 2023 онд ийм дүгнэлт хийсэн байдаг. Эдгээр хаалтуудын хамгийн тохиромжтой байрыг тодорхойлохдоо тооцооллын урсгалын загварууд сайн тусламж болдог. Тэдгээр нь эцсийн бүтээгдэхүүнд ихээхэн доголдол үүсгэхгүй, сайн урсгалын хурдтай байршилтийг олоход тусалдаг ч хурд болон чанарын хооронд үргэлж хэтрэлт байдаг тул тухайн хэрэглээний шаардлагад нийцүүлэн анхааралтай авч үзэх шаардлагатай.

Завсрын системийг тасралтгүй материалын урсгал болон хаягдал багасгах зорилгоор үр ашигтай болгох

Тогтвортой урсгалын геометр хэлбэр болон тогтмол огтлол нь нийлүүлэлтийн шугам, богино стрелкагийн үндсэн шалтгаан болох урсгалын хөдөлгөөний саатлыг саатуулдаг. Нарийн бусад материалын хувьд жижиг трапецзийн дизайнээс 22% -иар даралт бууруулдаг дугуй урсгал. Орчин үеийн загварчлагчид ихэвчлэн урсгалын доторхи материал цэг болон зогсох цэгийг арилгах зорилгоор хайлуулах технологийг нэмж ашигладаг.

Халуун эсвэл Хүйтэн урсгалын систем: Мөчлөлтийн хугацаа болон материалийн үр ашгийн хувьд нөлөө

Хүйтэн урсгалын систем нь хатуурч, шахагдах үед мөчлөлтийн нэг тогтмолд 8–12 секунд нэмдэг боловч бага хэмжээний үйлдвэрлэлд илүү тохиромжтой. Халуун урсгал нь материалийн алдагдлыг арилгаж, мөчлөлтийг тасралтгүй болгодог ч нарийвчлалтай дулааны удирдлага шаарддаг—их хэмжээний 73% үйлдвэрлэгчид PP ба ABS формд PID-удирдлагатай бүсийн халуун савааг ашигладаг.

Өгөгдлийн шинжилгээ: Гейт болон урсгалын загварчлал нь дүүргэлт болон мөчлөлтийн тогтвортой байдлыг хэрхэн нөлөөлөх вэ

0.3 секундын илүү их хугацаатай хаалтны тэмдэглэлийн хугацааны хэлбэлзэл нь ихэвчлэн ±5% хэсгийн жингийн хэлбэлзэлтэй холбоотой байдаг. Транспортны холбоосуудын удирдлагатай судалгаа нь стандарт загварчлалтай харьцуулахад циклийн хугацааны хэлбэлзлийг 41%-иар бууруулсан чөлөөт ороомог сувгийг харуулсан бөгөөд ISO 20457 стандартад нийцсэн хэмжээний нарийвчлалыг хадгалж байв.

Урьдчилан хэлэх матрицын тохируулгын тулд загварчлалын хэрэгслүүдийг ашиглах

Хэрэгсэл үйлдвэрлэхээс өмнө циклийн хугацааг тохируулахын тулд Молд Флоу шинжилгээг ашиглах

Орчин үеийн симуляцийн хэрэгслүүд нь инженерчид хэрэгсэл үйлдвэрлэсний дараа хүлээхийн оронд загвар зурах үедээ циклийн хугацааг тодорхойлоход тусалдаг. Хуванцар орох явцад хэрхэн урсаж, хэр хурдан хөргөгдөж, хоёрдогч напряжений бүрдэх цэгт инженерийн багууд удаан хөргөгдөх болон агаар баригдах зэрэг асуудлыг илрүүлдэг. Жишээ нь, загварын урсгалын шинжилгээний программ нь миний өмнөх жилийн Autodesk-ийн судалгаагаар нарийн бүтэцтэй хэлбэрүүдийн хувьд дүүргэх хугацааг ойролцоогоор 40 хувиар бууруулдаг. Үйлдвэрлэл эхлэхээс өмнө үүнийг зөв хийх нь дараа нь хэрэгслийг засварлах зардлыг хэмнэхэд тусалдаг бөгөөд деталь бүрт нарийвчлалыг хадгалж өгдөг. Малгай, эмнэлгийн хэрэгсэл болон автомашинд зориулсан хэсгүүдийг үйлдвэрлэдэг компаниуд энэ нарийвчлалд маш их хамаардаг нь бүтээгдэхүүндээ жижигхэн алдаа ч чухал чанарын асуудалд хүргэж болзошгүй учраас.

Виртуаль дизайн баталгаажуулалтаар туршилтын алдааг багасгах

Одоогийн үед оврын байршил, урсгалын зам, шахагчийн системийг бодитоор туршихад зарцуудаг их хэмжээний сорьц үүсгэх шаардлагагүй болгож, зардлыг хагасаас хоёр гуравт нь хүртэл бууруулдаг болсон. Өнгөрсөн жил гаргасан судалгаагаар имитацийн програм ашигладаг компаниуд хэрэглээний электроник үйлдвэрлэлийн загваруудын шалгалтын үеийг хуучин 12 долоо хоногоос 3 долоо хоног хүртэл эрс богиносгож чаддаг болсон байна. Багууд материалуудын 20-иад ангиллыг анхны шатанд тоон аргаар судалж дуусгахад хайлуулагч температур, шахах даралт зэрэг параметрүүдийг машин механизмд суурилуулахаас хамаагүй өмнө сайтар мэдэрч авдаг.

Зүй тогтол: Хийн шахах овоорлын симуляцийн програм хангамжийг хэрэглэх

78%-с илүү I-р түвшний авто хангамжийн нийлүүлэгчид одоо шинэ ороомогт төслүүдийнхөө бүгдэд зориулан имитацийн загваршилтыг заавал хэрэглэх болсон бөгөөд энэ нь 2018 оноос хойш 300% өсөлттэй тооцогдоно. Энэ шилжилт нь хаягдал багасгах, зах зээлд гарах хугацаа богиносох замаар төсөл тутамд дунджаар 740 мянган ам.долларын өгөөжийг харуулсан судалгааны (Ponemon, 2023) үр дүнд үндэслэсэн.

Физик туршилтгүйгээр имитацийн загваршилтад иш тэгш тулгуурлах алдааг зогсоох

Энгийн детальд тохирох конформал хөргөлтийн имитацийн загваршуудын нарийвчлал 92% байдаг ч гэсэн, нарийн бүтэц бүхий детальд физик баталгаажуулалт шаардлагатай үлдэж байна. Тэнцвэртэй ажлын урсгал нь деталийн 80–90% сайжруулалтыг имитацийн загваршилтаар хийж, хагас кристаллаг полимерүүдийн хүчдэлээс үүсэх кристаллит чанар зэрэг чухал хүчин зүйлсийг лабораторийн туршилтаар шалгадаг.

Деталийн геометр байдлыг удирдах: Ханын зузаан ба Давталтын циклийн хугацаанд үзүүлэх нөлөө

Ханын зузаан нь хөргөлтийн цаг болон нийт үйлдвэрлэлийн хурдад яаж нөлөөлөх вэ

Хийн хэв загварыг зохиомжлох үед ханойн зузаан нь найралтын цагт ихээр нөлөөлдөг тул маш чухал байдаг. Жишээ нь, өнгөрсөн жилийн термопластик материал хэрэглэн хийх технологийн судалгаанд дурдсанчлан 4 мм-с илүү зузаан ханатай деталь нь зөвхөн 1.5 мм ханатай детальтай харьцуулахад ойролцоогоор 70% илүү удаан найралдаг. Үүний шалтгаан нь энгийн дулааны динамик буюц хуулиудад оршдог. Илүү зузаан хэсгүүд дулааныг илүү сайн хадгалдаг тул ашиглалтанд гаргах үед муруйх, деформацид орохоос сэргийлэхийн тулд хангалттай хэмжээний цагийг шаарддаг. Нөгөө талаас, 1 мм-с бага хэт зузаан ханууд нь хэвийг бүрэн дүүргэхэд асуудал үүсгэж болзошгүй. Энэ нь операторууд нэмэлтээр орлуулах даралтыг ихэсгэж, мөн дүүргэлтийн процессыг удаашруулах шаардлагатай болгодог. Салбарын өгөгдлүүдийг үзэхэд ханойн зузааны хэлбэлзлийг ойролцоогоор 25% дотор байлгах нь цикл бүрийн тогтвортой бус байдлыг ойролцоогоор 40% бууруулахад тусалдаг бөгөөд мөн бүтээгдэхүүний гадаргуу дээрх суналтын шугам (sink marks) гарахаас сэргийлдэг.

Суналтын шугам ба муруйхийг сэргийлэхийн тулд ижил ханойн зузаантай болгох дизайн

Үйлдвэрлэлтэй нийцүүлэн функциональ хэсгийн геометр хэлбэрийг тэнцвэржүүлэх шаардлага:

• Давхар шилжилт : Зузаан ба нимгэн хэсгүүдийн хооронд ханыг нарийсгах (хамгийн багадаа 3:1 харьцаа)
• Бүтцийн бататгал : Ханын зузааныг нэмэхийн оронд савх эсвэл тулгуур ашиглах
• Загварчлалд суурилсан баталгаажуулалт : Тэгш хэмгүй геометрүүдийн агаарын урсгал болон хөргөлтийн замыг урьдчилан таамаглах

Нэгэн төрлийн байдал үлдэгдэл хүчдэлийн ялгааг багасгадаг нь найлон шиг хагас кристаллаг материалд муруйх үндсэн шалтгаан юм. Жишээ нь, автомашинны самбарын хувьд хувиарлах цэвэрлэгээний загварчлалын үр дүнд хаалт ойролцоох ханын зузааныг 30%-иар бууруулах нь нарийвчлалын хязгаарыг 0.12 мм-ээр сайжруулсан.