Хийнхүүрдүүлэлтийн загвар үйлдвэрлэл: Загварын төсөлдөөс бүтээдгийн хүртэл

Хийнхүүрдүүлэх зуурхайн дизайн: Үйлдвэрлэхүүнтүүнийг хангадаг DFM-үндэслэлт оптимизаци

Хийнхүүрдүүлэх зуурхайн хөгжүүлэлт дэх үйлдвэрлэхүүнтүүнийг хангадаг дизайн (DFM) зарчмууд

Үйлдвэрлэхүүнтүүнийг хангадаг дизайн, буюу DFM — нь үйлдвэрлэлийг илүү үр дүнтэй, хэмнэлттэй болгохын тулд бүтээдмүүдийн хийнхүүрдүүлэх процессыг хялбарчлахыг означилна шахах хэлбэр үйл явц. Энд гол зорилго нь хэлбэрийг хялбар болгох, материал хог хаягдлыг бууруулах, гадаргуу болон гадаргуу дээр халдварлах шинж тэмдэг зэрэг асуудлуудыг үүсгэх төвөгтэй үйлдвэрлэлийн алхамуудыг арилгах явдал юм. Дизайнер, хэрэгслийн үйлдвэрлэгч нар эрт дээр нь хамтран ажиллах нь бүх зүйлийг өөрчлөж өгдөг. Орчин үеийн CAD програм хангамж нь урсгалын үеэр урсгасан пластикийг хэрхэн урсгадаг талаар харуулж, хүйтэнжих хурд, зөв урсгалын механизмд үүсэх асуудлыг харааж, үнэтэй тоног төхөөрөмжүүд хэрэгжихээс өмнө тодорхойлж болно. Хаалгаг хаана байрлуулж, хананы хатуу, нарийн хэсгээс хэрхэн шилжих, болон хэлбэрийн хэсгүүдийн уулзалт болох газрыг стандартжуулсан компаниуд үйлдвэрлэлийн мөчүүдийг хурдан, тоног төхөөрөмжийн зардлыг хямджуулдаг. Зарим үйлдвэрлэгчид сайн DFM аргачлалыг зөв хэрэгжүүлснээр нийт үйлдвэрлэлийн зардал бараг хагас буурсан гэж мэдээлж байна. Энэ нь зөвхөн бүтээгдэхүүнийг зах зээлд гаргах хурдацтай байх төдийгүй, багадаа багадаа толгой өвдөлттэй болно.

Шүдлэлт геометрийн чухал шинж түлхүүрүүд: ханын зузаан, таталцан орж буй өнцгүүд, хоолойн хавтгай, ба нумын радиус

Хананы зөвхөн тогтвортой зүүдлүүр нь их чухал. Хананы зүүдлүүр 15% ийн дээд хязгаараас илүү хэлбэлзэж буй үед деталейн хөхрөл тун нийтлэг биш бөөрсгөл, тааруулж буй гүнзгий шугамууд, агаарын даралт, дотоод хүчдэл гэх мэт асуудлууд үүсдэг. Босоо гадаргуу дээр 1–2 градусын хооронд тавих таталцан гаргах өнцөг нь деталийг загвараас гэмтэлгүй гаргахыг хөнгөвчилдэг. Загварууд нь мөн илүү урт хугацаа ажилладаг. Таталцан гаргах өнцөг хүрэлцэхгүй бүүл? Таталцан гаргах өнцгийн хэмжээг том үйлдвэрлэлд хориглох нь зарим үйлдвэрлэгчдийн мэдээллийн дагуу хаягдмуйн хувь 20% ийн дээд хязгаарт үсэрдэг. Сүүдлүүрүүд нь ердийн хананы зүүдлүүрийн 40–60% орчим байх ёстой, дизайнерүүд нь сүүдлүүрүүдийн суурин хүрээнд дор хаяж 0.3 мм эсвэл түүнээс илүү радиус үүсгэх ёстой, ингэж хүчдэл цуглуулах цэгүүдийн үүсэл, загварын дотор агаарын бөөрсгөл үүсэл арилгаж болдог. Ихэнх термопластик хэрэглээд хөнгөн хүрээний радиус 0.5 мм-с бага бүүл. Ингэж хайлан хайлах материал загварын дотор илүү сайн урсдэг, загварыг бүтнэд дүүргэхдээ шаардуулж буй даралт багасдэг, загварын трещины үүсэл удаашралдэг. Бүх тусгай геометрийн шийдвэрүүд нь бүтээгдэхүүний хэмжээний тогтвортой байдлыг хадгалах, цикл хугацааг бүүл, загварууд нь мянган үйлдвэрлэлд төдийхүүр ажиллахыг хангахад үнэнхүү чухал.

Хийн даралтад хаях формийн үйлдвэрлэл: CAD-аас бүтэн хүртэл нарийн нарийвчлалт хэрэгсэл үйлдвэрлэл

Хийн даралтад хаях формийн бүтээлд ашиглагдах материал сонгох: алюминий, P20, H13-ийн давуу талууд

Материал сонгох нь хэдэн эд анги хийх, ямар полимер ашиглах, температурын шаардлагад ихээхэн хамаарна. Аллюминий нь 10,000 орчим удаагийн загвар болон жижиг цуглуулгад маш сайн ажилладаг учир нь энэ нь хялбархан машинтай бөгөөд дулааныг сайн дамжуулдаг. Гэсэн хэдий ч, шилэн эсвэл эрдэс бодисоор дүүрсэн шилтэй зэрэг хатуу арьстай харьцуулахад алюмины харьцангуй зөөлөн шинж чанар (70-120 HB хатууралтай) цаг хугацааны явцад хадгалах боломжгүй юм. P20 урьдчилан хатууруулсан зэс нь дунд үйлдвэрлэлийн хэрэгцээнд ойролцоогоор 100,000-500,000 шотны хооронд байдаг. Энэ материал нь гадаргууны төгсгөл нь сайн байдаг бөгөөд нэмэлт халуунжуулалтын шаардлагагүйгээр илүү сайн хувцаслах чадвартай байдаг. Том хэмжээний үйлдвэрлэл, нарийвчлалтай ажил, эсвэл температур маш ихээр нэмэгдэх үйл ажиллагааны тухай ярихдаа (ихэвчлэн сая гаруй цохилт), H13 тоног төхөөрөмжийн зэс сонголт болно. 48-52 HRC-ийн хатууралтай, аллюминиудаас илүү сайн дулааны дарамтыг тэсвэрлэх чадвартай бөгөөд өнгөрсөн онд Plastics Technology сэтгүүлд нийтлэгдсэн судалгаагаар тасралтгүй ажиллах үед +/- 0.02 мм-ийн дотор 68% -иар урт хугацаагаар хэмжээг тогтвортой байлгадаг.

Үндсэн машинлагчдаг үйлдвэрлэл ба дуусгах: CNC, EDM, гадаргуугийн полировка, формийн цуглуулалт

Үйлдвэрлэлийн үйл явц нь тодорхой хэд хэдэн үе шатыг туулж өнгөрдөг. Эхнийх нь CNC бутлуурын технологи бөгөөд энэ нь 0.025 мм орчим таатай нарийвчлалтайгаар цөм, нүхний үндсэн хэлбэрийг хасах боломжтой. Энэ нь эд ангиуд нь хэрхэн нэгдэж, зөв ажилладаг талаар маш чухал ач холбогдолтой. Дараа нь энгийн бутлуурын хэрэгсэл хүрэхгүй, жижиг эрдэс, нарийн бүтэц, хатуу цамх материалын нарийвчилсан орлуулалт зэрэг нарийн дүгнэлтүүд дээр EDM-ийн ажил болно. Өндөр нарийн байх шаардлагатай гадаргуудыг 0.1 мкм-ийн дундаж хатуулагаас доош хүртэл цэвэршүүлнэ. Энэ нь хатуу хувцас хэрэглэгчдийн бүтээгдэхүүн, эмнэлгийн хэрэгслийн хувьд онцгой ач холбогдолтой бөгөөд хатуу хувцас хэрэглэгчдийн бүтээгдэхүүн, эмнэлгийн хэрэгслийн хувьд онцгой ач холбогдолтой. Эцсийн эцэст бүгдийг нэгтгэхэд анхааралтай боловсруулсан хүйтэнчлэх суваг тавих, 0.01 мм-ийн дундаж дундажтайгаар эжектор системийг нийлүүлэх, хөдөлгөөнтэй эд ангиудыг, жишээ нь слайдер, дээшлүүлэх хэрэгслийг тохируулах шаардлагатай. Ямар ч үзмэр гарахаас өмнө эдгээр бүх эд ангиудыг чанар стандартад нийцсэн эсэхийг баталгаажуулахын тулд координат хэмжих машин ашиглаж, бүрэн шалгаж байна.

Хийнхүүрдүүлэх форм-дүүрүүлэх хүүрдүүлэх баталгаажуулалт ба үйлдвэрлэлийн хурднан өсөлт

Түүвэрлэх үе шатууд (T0–T1), гэмтлийн шинжилгээ ба технологийн баталгаажуулалт

Дагуулан шалгах процессын үе шат нь T0-ийн төрөлхийн сэмплд хүртэл эхэлдэг, үүнд бид анхны деталейн хувилбарыг GD&T-ийн техникийн шаардлагууд ба функциональ шаардлагуудтай харьцуулж, дайралт (sink marks), хазаиралт (warping), урвуу гатиг (gate blush) зэрэг үндсэн асуудлуудыг илрүүлдэг; түүнээс дизайн юм уу форм-загварын геометрийн асуудлууд илрүүлдэг. Бидний үйлдвэрлэхүүн хийх ажилд тохируулан дизайн хийх (Design for Manufacturability) шинжилгээний үр дүнгүүд нь бидний T1-ийн туршилтын үед тодорхой сайжруулалтууд хийхэд тусламж үзүүлдэг. Энэ үе шатанд инженерүүд Дизайн экспериментийн арга (Design of Experiments) ба Статистик процессийн хяналт (Statistical Process Control) зэрэг арга хэрэгслүүдийг ашиглан гажигуудын шалтгааныг гүнзгилж судалдэг. Түүнд дутуу цутгах (short shots), гадна тавих (flash formation), хэмжээний өөрчлөлт зэрэг үзүүлэлтүүдийг шалгаж, түүнд үндэслэн гатиг систем, агаарын нүхнүүдийн байршлын тохируулалт, хөхрүүлэх каналуудын зохион бүтээлт зэрэг аспектуудыг үлдсэн хүчин зүйлсийн дагуу зохион бүтээдэг. Процессийн баталгаажуулалт (PQ) үед бид үйлдвэрлэлийн үр дүнгийн тогтвортой байдлыг хангахын тулд дор хаяж 24 цаг тасралтгүй ажиллах үед тестүүдийг явуулдэг. Энэ нь бидний хайлмал температур, цутгах даралт, хатгах хүч, нийт цикл хугацаа зэрэг чухал хүчин зүйлсийг хянах чадварыг баталгаажуулдэг. Амжилт олж PQ-ийн баталгаажуулалт хийх нь бидний ISO 13485 юм уу IATF 16949 стандартуудын шаардлагуудыг хангаж, үйлдвэрлэлийн хэмжээг өргөтгөхүүн бэлэн болж, хамгийн чухамд, бүтээдүүнүүдийн чанарын хувьд ямар нэгэн хүнд асуудал үүсэхгүй гэдгийг баталгаажуулдэг.

Хаягдмуйн загварын амьдралын циклд чанар ба үр дүнтэй бүтээмжийг хадгалах

Үр дүнтэй хаягдмуйн загварын амьдралын циклд удирдах нь төхөөрөмжийн урт үйл ажиллагаа ба үйлдвэрлэлийн тогтвортой бүтээмжийг хамгийн их бүтээмжтэй хийхийн тулд урьдчилан саатуулах дисциплин ба өгөгдлүүд дээр суурилж бүтээмжтэй хийх оптимизацийг тэнцүүлдэг. Загварын амьдралын цикл нь ерөнхийдөө 100,000-с дээш доош 1 саяас илүү цикл хүртэл хүрдэг — түүнийг онолын үнэлгээс илүүтдэг нь бодит нөхцөлд хийгдэх техник үйлчилгээний жорамж, материалтай нийцүүр ба технологийн тогтвортой бүтээмж юм. Хөдөлмүүр үйлдвэрлэлийн удирдагчид гурван интеграцилан холбогдсон практик төлөвлөж хэрэгжүүлдэг:

• Урдчилан засварлах протокол : Цуглуулагч штифтууд, хөхрүүлэх хоолойд, хоолойн гадаргуудаа төлөвлөсөн цэвэрлэх ба шинжилгээ хийх — цикл бүрт 50,000–100,000 удаа — нь хурдасгагч хурдасгал, коррози, төвдөөс хазайх зэрэг үзүүрлүүдийн үүрд үүсэхийг саатуулдэг.
• Ажиллаж буй байдлыг шалгах : Циклийн хугацааны хазайлт, флаш-ийн давтамж, хоолойн температурт градиентийн бодит цагт хяналт тавих нь чанар ба ажиллах хугацаа муудахаас өмнө түүнд үүрд хандаж засварлах боломж олгодог.
• Үйлдэлт оптимизаци хатгагч хүчийн настройк, тархалт хурдны профил, формийн температур тохируулалтын утгыг настройк хийх нь механик ба дулааны хүчлүүдийг бүүрэн бүүрэн бууруулж—үйлдлийн хугацааг 40–60% хүртэл уртасгаж, нэг бүтээд нарийн энергийн ба хөдөлмөрийн зардлыг бууруулж.

Энэ бүтэцтэй хандлагаа хаяж үлдээх нь төлөвлөгүй зогсолтод хүргэж—жилд 740 мянган Америк долларын үйлдвэрлэлийн алдагдал үүсгэж—мөн үнэтэй дахин хийх ажил ба форм солих шансийг ихэсгэж. Харин дисциплинт, үзүүлэлд суурилж бүтээдийн чанарыг тогтмол хадгалах, хэрэгсэлд орлуулж бүтээдийн үр ашигт бүтэцтэй хандлага ба масштабируем үйлдвэрлэлийн бэлтнэлтийг хангаж.