Хийн овоорлоор хийсэн формны загварыг илүү их бүтээмжтэй болгох арга зам

Мэдээлэлд суурилсан загварын тохируулгын туршилтын загварыг (DOE) хэрэглэх

Туршилтын загварын зохиомжийг (DOE) ойлгох: Загварын параметрийг системтэй байдлаар тохируулах арга

Туршилтын загварчлал (DOE) нь цацлагаар хийх формтой ажиллах аргыг санамсаргүй таамаглалаас илүү системтэй, зохиомжлогдсон арга болгон өөрчилдөг. Инженерүүд хайлуулын температур, барьж байх даралт, хиймэл хэсгүүдийн хурдтай хөргөлтийн тохиргоог нарийвчлан төлөвлөсөн туршилтаар шалгахад сайн үр дүн гаргахад юу чухал нөлөөтэйг тодорхойлох боломжтой бөгөөд ингэснээр цаг хугацаа алдахгүй. Өнгөрсөн жил Манайфактурингийн инженерчлэлийн нийгэмлэгийн нийтэлсэн судалгаагаар харахад энэ аргачлалыг хэрэгжүүлсэн компаниуд материал зарцуулалтаа бараг 20%-иар бууруулсан байна. Энэ нь хуучин арга болох туршилт-алдааны аргатай харьцуулахад маш сайн үр дүн юм. DOE-ийн үнэ цэнийг тодорхойлдог нь нэг нэгээрээ шалгах аргаар олж чаддаггүй процессийн хувьсагчид хоорондын далд хамаарлыг илрүүлэх чадвар юм. Ихэнх үйлдвэрүүд энэ мэдлэгийг авахын тулд анхдагч төлөвлөлтөнд гаргасан нэмэлт хөрөнгө оруулалтыг үнэлдэг.

Туршилтын загварчлалыг формны загварчлал болон процессийн ажлын урсгалд интеграцилах

Одоогийн үед дэд үйлдвэрийн тэргүүлэх үйлдвэрлэгчид Туршилтын Загварчлал (DOE) - ийг шууд CAD ба CAE програм хангамжид нь интеграцлах болсон. Энэ нь инженерчид үйлдвэрлэлийн загваруудыг хөгжүүлэх явцад параметрүүдийг нь шуурхай засварлах боломжийг олгоно. Компаниуд хэсгүүдийн зан ашиглалтын виртуаль симуляци, бодит туршилтын ажиллагааг хослуулах үед шинэ загварыг баталгаажуулахад шаардагдах хугацааг ихэвчлэн 40% хэмнэдэг. Жишээ нь, инжекцийн хаягт оруулах бүлгүүд эдгээр хэсгийн факторын матрицууд гэж нэрлэгддэг статистик аргачлалаар нүхний байршлыг хөргөлтийн хоолойнуудтай тулгаж ажилладаг. Үр дүнд нь материалыг илүү жигд дүүргэж, бүтээгдэхүүний дууссан хэсэгт халуун холбоотой стрессийн цэгүүд багасаж, ирээдүйд доголдол багасах болно.

Туршлагын судалгаа: Туршилтын Загварчлалд суурилсан Нүхний Байршилд Орох замаар Мөчлөгийн Хугацааг 22%-иар Бууруулах

64 цавантай хэвэнд ТЭБ-ийг ашигласнаар хэрэглээний барааны их хэмжээний үйлдвэрлэгч чухал үр дүнд хүрсэн. Гарцны диаметр болон хайлмал урсгалын замыг 15 бүтцийн туршилтаар өөрчилснөөр инженерүүд урсгалын саатлыг арилгах зорилгоор руннерийн геометрийг тохируулсан. Үр дүн нь:

• Мөчлөгийн хугацааг бууруулах: 22% (18 секундээс 14 секундрүү)
• Хаягдалын хувийг бууруулах: 31%
• Жилийн хэмнэлт: 740 мянган доллар (Понеман, 2023)

Стратеги: Олон цавантай хэвийг баталгаажуулахын тулд давталттай туршилтын матриц байгуулах

Нийлмэл хэвнүүдийн хувьд шатлан ТЭБ-ийг хэрэгжүүлэх нь маш чухал байдаг:

Энэ шат ажиллагаагаар автомашин холбох хэрэгслийн үйлдвэрлэлд боловсруулашгүй хаягдал гаралтыг баталгаажсан мэргэжлийн аргачламжийн дагуу 47%-иар бууруулсан.

Дүр зураг: Өндөр нарийвчлалтай автомашины загвар үйлдвэрлэлд DOE-ийн хэрэглээ өсөж байна

Одоогоор автомашины салбар нь А ангийн гадаргуугийн бүх деталд DOE-ийг шаарддаг бөгөөд түвшний-1 элчин хангамжийн 68% нь гадна тавагнуудын загваруудад бүрэн факторын матриц шаарддаг (SME 2023). Цахилгаан хөдөлгүүртэй машинийн баттерейн багцын хувьд бүтцийн бат бөх чанарыг нимгэн ханын үйлдвэрлэх боломжтойгоо тэнцвэржүүлэх чадвар нь DOE-оос онцгой ашиг олгодог.

Илүдэг, хаалтууд, хөргөх системийг хамгийн их үр ашгийг олж ашиглахын тулд тохируулах

Хаалта, илүдэгний системийг сайжруулах: Материалын алдагдлыг болон даралт алдалтыг хамгийн бага байлгах

Гейт болон раннерийн системийг зөв тохируулах нь материал хаягдалыг ойролцоогоор 12-с магадгүй 18 хувь хүртэл бууруулах боломжийг олгох бөгөөд цулдасны дотор хайлсан материал тогтвортой урсаж байхыг хангана. Раннерүүдийг зөв тэнцвэржүүлбэл янз бүрийн хөндийд даралт буурах зүйлсийг багасгахад тусална. Энэ нь машинд ашигладаг цахилгаан холбоос шиг нарийн олон хөндийт цулдас ашиглан хийх үед маш чухал. 3D хэвлэлтийн технологийн амжилтын дүнд үйлдвэрлэгчид хайлсан материалын систем дотор естөй урсах чигийг дагаж буй конформал раннерийг үүсгэж чадаж байна. Эдгээр шинэ загварууд нь хуучин цулдасны загваруудад гардаг шархан булангуудыг арилгаж, пластик барих, хэтэрхий хурдан хөлдөх асуудлыг шийдвэрлэсэн.

Ижил жигд дулаан салгах, хурдан гаргах зорилгоор хөргөлийн хоолойнуудыг байршуулах

Их дээд үйлдвэрлэлийн компаниуд хэсгийн геометрт тохирсон нийлмэл хөргөлтийн системийг ашиглан цикл хугацааг 20% хурдасгаж чаддаг. Медицин хэрэгслэний загваруудын 2023 оны дулааны шинжилгээ нь хувьсах температурын хэмжээг ±1.5°C байлгаж чадсан бол анхдагч дизайнд энэ хэмжээ ±8.2°C байв. Одоогийн дэвшилтэт имитаци, зураглалын хэрэгслүүд дулаан цэгүүдийг 94% нарийвчлалтай урьдчилан тодорхойлох боломжийг олгоно иймд загвар зохиомжийн үе шатанд цоргоны байрлалыг урьдчилан тохируулан засварлах боломжийг бүрдүүлдэг.

Мэдээллийн шинжилгээ: Тэнцвэртэй урсгалын систем нь дүүргэх хугацааны хувьсах хэмжээг хамгийн ихдээ 35% бууруулдаг

Автомашин үйлдвэрлэгчид мэдээлэлд суурилсан урсгалын тэнцвэржүүлэлтийг ашиглан 29 секундын цикл хугацааны тогтвортой байдлыг (±0.4 сек) хангаж чаддаг–50,000 ба түүнээс дээш нэгжийн серийн үйлдвэрлэлд энэ нь маш чухал. Доорх хүснэгт үзүүлэлтүүдийн гүйцэтгэлийг харьцуулж үзүүлэв:

Стратеги: Зохистой байгуулалтыг олохын тулд зураглалыг туршлагатай хослуулах

Хамгийн ахлах үйлдвэрлэгчид виртуаль загварыг гурван шатлалын бодит туршлагаар баталгаажуулдаг:

1. Урсгалын урд талын загварыг шалгахын тулд богино савлалт
2. Салангид вискозит-даралтын хэмжилтүүд
3. Хэт температурын зааг дээр бүрэн мөчлөгийн үйлдвэрлэл

Энэ гибрид арга нь цэвэр симуляцийн аргатай харьцуулахад туршилтын давталтыг 40%-иар бууруулдаг.

Халуун эсвэл хүйтэн рантай систем: Их хэмжээний үйлдвэрлэлд ашиг шимийн харьцааг үнэлэх

Сүүлийн үеийн халуун рантай технологийн ахиц нь өөрийгөө зохицуулагч савхны тусламжтайгаар 18% энерги хэмнэдэг бөгөөд 500,000-аас дээш циклтой ажиллагаанд тохиромжтой болгодог. 100,000-аас доош нэгжтэй төслүүдийн хувьд материал 8–12% илүү ихээр алдагдаж байхаа ч хүйтэн ран илүү өртөг нөхөгдөх боломжтой үлдэж байна. Дунд зэргийн хэмжээтэй деталь (50–150г савлалтын жин) хувьд эдгээр системүүдийн ашигт ажиллагааны цэг ерөнхийдөө 290,000 циклд хүрдэг.

Богиносдол, гологдол үүсэхийг урьдчилан таамаглах, саатуулахын тулд Молд Флоу шинжилгээний програм хангамжийг ашигла

Сүүлийн үеийн хэвний урсгалын шинжилгээний хэрэгслүүд инженерүүдэд материалууд үйлдвэрлэлд ямар байдалтай ажиллахыг илүү тодорхой ойлгоход тусалдаг. 2023 оны салбарын сүүлийн тайлангуудын мэдээллээр, эдгээр системийг ашигладаг компаниуд их зардалтай загвар шалгах туршилтуудыг ойролцоогоор 40%-иар бууруулсан байдаг. Энэ програм нь пластик хэвэнд хэрхэн урсаж байгаа, халуун хаана цуглах, даралт ихсэж дараа нь асуудал үүсгэж болзошгүй цэгүүдийг судалдаг. Эдгээр мэдээллүүд нь хэсэг хазайх, бүтээгдэхүүний чанарыг муутгаж буй зовиуртай гарч буй хонхорлох газрууд зэрэг ердийн тохиолддог асуудлуудаас урьдчилан сэргийлэхэд тусалдаг. Өнөөдрийн дэвшилтэт компьютерийн тусламжтай инженерчлэлийн технологийг ашиглан дизайнчид металл хэсэгт гараа тавихаас өмнө 15-с дээш өөр материал сонголтыг тоон хэлбэрээр турших боломжтой. Энэ нь бүтээгдэхүүнүүд чанарын бүх стандартыг хангаж байх үед зах зээлд илүү хурдан гарах боломжийг олгодог.

Ердийн шахах хэвлэлтийн дутагдалтой талууд ба хэвний урсгалын шинжилгээ хэрхэн урьдчилан сэргийлэх нь

Даралтын ялгааг ба урсгалын ирмэгийн хурдыг зураглаж, програм нь дараах эрсдэлийг тодорхойлдог:

• Бүрэн бус шахалт : Хөндийг бүрэн дүүргэхийн тулд хаалганы байрлалыг тохируулна
• Буурвалтын үр : Гадаргуугийн гажиг хэлбэлжилтийг урьдчилан сэргийлэхийн тулд хананы зузаан болон хөргөлтийн хурдыг оновчтой болгоно
• Гажиг : Тэгш хэмгүй хөргөлтийн сувгийн загвар ашиглан дулааны хүчдлийг тэнцвэржүүлнэ

Бодит жишээ: Виртуаль хаалганы байрлалыг шилжүүлснээр газрын тэмдгийг арилгах

Мэдрэгчийн нэг үйлдвэрлэгч хаалганы найман тохиргоог тооцоолон симуляци хийснээр гадаад гажигтай бүтээгдэхүүний шалтгаанаар буцааж өгөх тоог 62%-иар бууруулсан. Хамгийн сайн шийдэл нь илүү зузаан хэсгийн зүг рүү хаалганы байрлалыг шилжүүлсэн бөгөөд ижил жигд савлалтын даралтыг хангасан ба эдгээр өөрчлөлтийг хуучин аргаар хийхэд зарцууддаг 4 долоо хоногоос хамаагүй бага, зөвхөн 3 хоногт хэрэгжүүлсэн.

Чиг хандлага: Хаягийн загварын симуляцийн платформууд дизайн шатлалыг хурдасгаж байна

Салбарын удирдагч компаниуд одоо вэб хөтчид суурилсан хэрэгслүүдийг санал болгож, загварын инженерүүд болон бүтээгдэхүүний дизайнерүүдийн хооронд бодит цагт хамтран ажиллах боломжийг олгодог. Эдгээр системүүд тараан суурилсан хаягийн тооцооны тусламжтайгаар симуляцийн хугацааг 55%-иар бууруулдаг бөгөөд нэг дэвшилтэт CAE технологийн нийлүүлэгч 300-аас дээш хэрэглэгч зэрэгцээ ажиллан нийлмэл олон хөндийт системийг оновчтой болгож байна гэж мэдээлжээ.

Үйлдвэрлэлд зориулан загварчлал (DFM) зарчмыг хөгжүүлэлтийн эрт үед нэвтрүүлэх

Үйлдвэрлэлд зориулан загварчлал (DFM): Бүтээгдэхүүний геометрийг формны үр ашгийн хамт тохируулах

Зурагчид шахагуурт ороомогийн төслийн эхнээсээ DFM (Үйлдвэрлэлийг хянах зориулалттай загварчлал) ашиглах үедээ бүтээгдэхүүний хэлбэр нь үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмжийн боломжит чадавхистай сайн тохирсон байдаг. Ханын зузаан, туслах өнцгийг зөв сонгох нь дараа нь их хэмжээний материал алдах, дахин хийх зардлыг хэмнэхэд тусалдаг бөгөөд бүтээгдэхүүний хүчийг бодит амьдралд ашиглахад хангалттай байлгадаг. Ихэнх мэргэжилтнүүд хүн бүрт хэлэхээрээ хялбархан деталийн загварчлал нь бүх хамтран ажиллагсадад илүү сайн учраас ороомогт муугаар нөлөөлдөг нарийн доод талсыг багасгадаг. Ингэснээр илүү сайн үр дүнд хүрдэг. Зарим судалгаанууд нь инженерүүд CAD загвараа материалын ороомогт ямар байдлаар урсаж буйтай нийлүүлэн тохируулах үедээ цомхотгох тоног төхөөрөмжинд оруулах өөрчлөлт 40%-иар буурдаг гэж харуулсан. Энэ нь логиктой харагддаг.

Бүтээгдэхүүн болон ороомгийн загварыг хялбаршуулж, циклийн хугацааг багасгах

DFM зарчимыг бүтээгдэхүүн болон загварын дизайнд нэвтрүүлснээр үйлдвэрлэлийн үр ашгийг шууд сайжруулдаг. Компонентийн хэмжээсийг стандартчилснаар загварыг хурдан солих боломжийг олгох бөгөөд зорилго тавьсан материал сонголт нь цацлага үед урсгалын дутагдал үүсэхээс сэргийлдэг. Жишээлбэл, автомашин үйлдвэрлэгчид ханын зузааныг ижил хэмжээтэй байлгахыг эрхэмлэдэг бөгөөд энэ нь хэсгийн чанарыг муруйцахгүйгээр цикл хугацааг багасгадаг.

Салбарын дарамт: Хэрэглээний электроникт гоо зүйн шаардлагууд болон загварын энгийн байдлыг тэнцвэржүүлэх

Хэрэглээний электрон барааны зах зээл нь үйлдвэрлэгчдийг хэвэнд нь ямар ч алдагдал учруулахгүй, ций махбодитой, нимгэн төхөөрөмжүүдийг үйлдвэрлэх шаардлагатай болгож байна. Компаниуд утасны ард талын гоё чангархай эсвэл бараг налуугийн өнцөггүй маш нарийн ирмэгүүдийг авахыг хүсвэл өөрсдийн зориулалтаар хийсэн хэрэгслүүдийг ашиглахад хүрч, үйлдвэрлэлийн зардлыг нэмэгдүүлж, удаашруулдаг. Хамгийн сайн үр дүн нь загварчилалтын баг болон хэвний үйлдвэрлэгчид эрт үеэс хамтран ажиллах үед гардаг. Өнөө үед ухаалаг компаниуд үйлдвэрлэлд зориулан загварчлах үед ижилхэн өрөөнд үйлдвэрийн загварч, хэвний инженерийг хамтран ажиллуулдаг бөгөөд массовоор үйлдвэрлэхэд сайхан харагдах, гэхдээ сайн ажиллах боломжийг олгодог. Энэ нь банкны дансаа задлахгүйгээр хэмжээний үйлдвэрлэлд нийцэхуйц зүйл болон харагцаад тааламжтай зүйлийн хоорондох төгс тэнцвэрийг олох асуудал юм.

Үндсэн түлхүүр хэвний загварчлалын параметрүүд: Ханын зузаан, Таталтын өнцөг, Асгарлын хэмжээ

Ханын зузаан: Бүтцийн бат бөх байдлыг хангах, үр дүнтэй хөргөлт

1-3 мм зузаантай хангалттай тогтмол байлгах нь хэсгүүдийг зөв холбож, ашиггүй муруйдалт ба уналтын шинж тэмдгээс зайлсхийхэд тусална. Хэсэгт хэт зузаан болон нарийн хэсгүүд байвал тэдгээр нь ойролцоо зузаан хэсгүүдээс илүү хурдан хөрөх тул бүтээгдэхүүнд стрессийн асуудал үүсгэж, хэмжээсийн нарийвчлалыг алдагдуулдаг. Өнөөгийн форм үйлдвэрлэгчид материал форм руу хэрхэн орж, хөргөлтийн цорго хаана байрлахыг сайн удирдах замаар ±0.15 мм-ийн нарийвчлалд хүрч чаддаг. Мөн үйлдвэрлэлийн циклд хэмнэлт оруулах талаар мартаж болохгүй. Жигд нарийн ханатай хэсгүүд нь геометр хэлбэр болон хананд зузаан ялгаатай хэсгүүдтэй харьцуулахад циклийн хугацааг 18%-25% хүртэл багасгадаг.

Гаргах өнцөг: Жигд гаргалт ба гадаргуугийн чанарыг хангах

1–3° налуу өнцөг нь деталын гадаргуугийн гоо зүйг хадгалахдаа зэрэгцээ 40%-иар салгаасны хүчийг багасгадаг. Их хэмжээний хэрэглээний электроник бүтээгдэхүүний төслөд налуу өнцгийг 0.5°-с 1.5° хүртэл нэмэгдүүлснээр хаягдал гарах хэмжээ 32%-иар буурч, тоног төхөөрөмжийн элэгдлийг бүрэн арилгасан. Гадаргуу нь шугамтай эсвэл шилэн дүүргэсэн полимерийн хувьд үрэлтийн хүч ихсэж барьцын эрсдэл үүсгэдэг тул илүү хэвтээ өнцгүүд (3–5°) чухал ач холбогдолтой байдаг.

Урьдчилан таамаглах загварчлал ашиглан хумих ба хэмжээний тогтвортой байдлыг удирдах

Хумих хурд ABS-ийн хувьд 0.2%-с полиэтилен пропилен (polypropylene) -ийн хувьд 2.5%-р хүртэл хэлбэлзэх бөгөөд материал тус бүрт тохирсон формой компенсац хийх шаардлагатай. Moldex3D шиг дэвшилтэт хэрэгслүүд кристалжилтын загвар болон хөргөлтийн градиентийг имитаци хийж хумих хэмжээг ±0.08 мм нарийвчлалтай таамаглах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь эрүүл мэндийн салбарт шаардагдах жижиг зөрүүтэй деталуудад маш чухал юм. Хиймэл шилэн материал шиг чийг шингээгч полимерийн хувьд формойгоос гарсан дараа дахин халаах (аннилинг) процессыг ашиглан хэмжээсийн тогтвортой байдлыг илүү сайн болгож болно.

Тохиолдол судалгаа: Цэвэрлэх багажны цонхлог детал дахь муруйрлыг багасгах

Судасны сийрэгийн үйлдвэрлэгч нь ханын зузааны шилжилт болон хаалтын геометрийг оновчтой болгосноор 0.8 мм зузаан цилиндэр формтой хэсгүүдийн деформацийг 54%-иар бууруулсан. 2° налалт өнцгийг хэрэглэх, тэгш хэмгүй хөргөлтийн сувгуудыг нэмэх нь ISO 13485-ийн шаардлагад нийцсэн үед лавшилтын алдааг 12%-оос 1.7%-р хүртэл бууруулж, дахин боловсруулах зардлыг жилдээ 380 мянга ам.доллароор хэмнэсэн.