2025 оны инжекцэн хэлбэрт орох дизайнгийн шинэ санаачлалууд

Хийц төсөлд Батлагдах Тогтвортой байдал ба Материалын Инноваци

Хийцэнд Тогтвортой, задралд ордог материалуудын өсөлт

Одоогийн үед хийцийн бизнесийн илүү их компаниуд ургамлын гаралтай полимертэй ажиллах болсон. 2024 оны Pioneer Plastics-ийн мэдээллээр нийлүүлэгчидийн гуравны нэг нь ургамлын гаралтай смолыг хэрхэн ажилладаг вэ гэдгийг туршиж үзэж байна. Автомашинд болон өдөр тутмын амьдралд хэрэглэдэг зүйлсийн хүчин чадлыг алдалгүй шаардлагатай хүчийг хадгалж, нефтьнээс гарган авсан пластик хэрэглэх хэрэгцээг бууруулахад полилактид (PLA) болон таргсны ямар нэгэн хольцууд тус болдог. Өнгөрсөн жилийн судалгаанд энгийн ABS пластикаас харьцуулахад био найрлагат материал нь хийцийн цоорхой доторх элэгдлийг ойролцоогоор 18 хувиар бууруулдаг байсан талаар сонирхолтой үр дүн гарсан. Энэ нь үйлдвэрлэлтийг зөвхөн илүү ногоогоор хийдэг болгох энэ нь зөвхөн биш харин хэрэгслийг солих шаардлагатай болохоос өмнө илүү их хугацаа ажиллах боломжийг олгоно гэсэн үг юм.

Дахин боловсруулсан полимер ба Хаагдсан эргэлтийн систем

Олон томоохон үйлдвэрлэгчид шийтгэлтэй системээр дамжуулан шинээр боловсруулсан аж үйлдвэрийн хог хаягдлыг шүүлтэнд хийлгэх үйл явцад нь ашиглаж эхэлсэн. Өдгөө байгаль орчны стандартад нийцсэн үйлдвэрлэлд үйлдвэрлэгддэг ПЭТ бөмбөг, полипропилен нь 42 орчим хувийг эзэлдэг. Яагаад вэ? Өндөр дэвшилтэт хиймэл оюун ухааны соёрхолт технологи нь төгс үр дүнд хүрч 99.2% цэвэршилтийг тогтоодог. Хоёр дахин боловсруулсан полимерний ангиллыг стандартжуулахын тулд янз бүрийн салбаруудыг хамруулж, нэгдмэл партиудтай байхын хувьд бүх зүйлийг өөрчилсөн. Үүний улмаас компаниуд эргүүлэн ашигласан материалыг эмнэлгийн хэрэгслийн загварыг бүтээх зэрэг нарийн ажлын хувьд ч ашиглаж болно.

Материалын шинэчлэлийн тусламжтайгаар байгаль орчинд нөлөөлөх нөлөөллийг бууруулах

Материалын шинэчлэл нь байгаль орчныг хэмжих боломжтой сайжруулалтад хүргэсэн:

• 2019-2024 оны хооронд бутлуурын нэг тонн эрчим хүчний хэрэглээ 29 хувиар буурсан
• Хөдөө температурын боловсруулалтын армануудын ачаар VOC-ийн түлш 51 хувиар буурсан
• Усны хэрэглээ хаалттай системийн хэлбэрийн хүйтэнчлүүлгийн загваруудаар 63% буурсан

Нүүрсний эргэлтийн чиглэлд шилжих нь автомашины үйлдвэрлэлийн хэрэглэгчдэд 87%-ийг дахин ашиглах зориулалтаар эргүүлэн авах боломжийг олгож, 2030 он хүртэлх хугацаанд нүүрстөрөгчийн хийн дутагдалгүй байдлын зорилтыг биелүүлэхэд дэмжлэг үзүүлж байна.

Өргөтгөсөн хүйтэнжилт, нарийвчилсан инженерчлэл: Үндсэн хүйтэнжилтийн суваг

Угаах салхины дулаан үр ашгийг сайжруулахын тулд загвар хэлбэртэй хуурайшилт

Нийцсэн хөргөлтийн сувгууд нь ажиллах зарчмаараа утас татах замаар хийгдсэн уртавчрын замаас ялгаатай бөгөөд үнэн зөвхөн хийцээрээ үйлдвэрлэж буй детальд дуурайна. Энэ дизайны арга нь циклийн хугацааг 22%-иас 30% хүртэл багасгадаг, учир нь дулаан бүх гадаргуу даяар илүү сайн тардаг. Хэлбэсүүрүүд нь үйлдвэрлэлтийн явцад тогтмол температуртай байвал муруйссан деталь эсвэл бүтээгдэхүүний чанарыг муутгаж буй түүний амсууд шиг асуудал багасдаг. 2021 онд Polymers сэтгүүлд нийтлэгдсэн сүүлийн үеийн судалгаанд сонирхолтой зүйл гарч ирсэн байна - үйлдвэрлэгчид ийм шугамлаг нийцсэн дизайн ашиглах үед хөргөгчийн урсгал 41% орчимоор сайжирдаг. Энэ нь хөргөлтийн үе шатанд илүү хурдан шилжих боломжийг олгох агаад нийтод нь энерги хэмнэх боломжийг бий болгодог тул үйлдвэрлэлийн үр ашгийг сайжруулах, үйлчилгээний зардлыг бууруулахад сайн нөлөө үзүүлдэг.

Дизайны нарийн төвөгтэй байдал ба Загварчлалд суурилсан үр ашгийг сайжруулах

Одоогийн үед конформал хөргөлтийн сувгуудыг бий болгохын тулд топологийн зохицуулалтын программ хангамж, нэмэх үйлдвэрлэлийн арга зэрэг маш дэвшилтэт хэрэгсэл шаардлагатай болсон. Хамгийн сүүлийн үеийн үүсгэх алгоритмууд эдгээр сувгуудыг хаана байрлуулахыг тодорхойлоход маш сайн ажиллаж байгаа бөгөөд нарийн гурван тагт хэлбэртэй деталийг ч боловсролгодог инженерүүдийг бас төвөгшүүлдэг байсан ч дулааны имитацид зөвхөн 1% -ийн нарийвчлалтай таарч байна. Олон үйлдвэрүүд загварчлалын анхны аргачлалыг хэрэглэж эхэлсэн бөгөөд нийтдээ ойролцоогоор 18 хувиар цөөн дизайн өөрчлөлт шаардлагатай болсон. Мэдээж л энэ аргад нэгэн бэрхшээл байдаг: ийм төрлийн програм хангамжийн анхдагч зардал нь шаардлагатай функцүүдээс хамааран нэг форм бүрийн хувьд 12000-18000 ам.доллар хооронд хэлбэлзэж болно. Гэсэн хэдий ч урт хугацааны хэмнэлт ба деталийн чанар сайжруулахыг тооцвол ихэнх компанийн хувьд энэ нь үнэ цэнэтэй юм.

Туршлагын жишээ: Конформал хөргөлт ашигласнаар 30% -иар боловсруулалтын цикл багасгасан

Конформ ньихлийн технологид шилжсэнээс хойш гэрлийн багажны хаалганы үйлдвэрлэлийн мөчлөгийн хугацааг 112 секундээс зөвхөн 78 секунд болтол бууруулж чадсан томоохон автомашины хэсгийн үйлдвэрлэгч байв. Энэ бол 34 секундын маш сайн ахиц юм. Шинэ систем нь формийн температурын хэлбэлзлийг +,- 8 хэмээс +,- 1.5 хэм хүртэл эрс бууруулсан. Үүний үр дүнд формчилсны дараах доголдол 27 хувийн буурч, цаашдын ажил хэмнэгдсэн. Энэ нь үйлдвэрлэлийн процессийн талаарх ерөнхий мэдлэгтэй хэрхэн тохирч байгааг илүү сонирхолтой болгож байна. Ихэнх үйлдвэрүүд конформ ньихлийг ньихэх хугацааг багасгахад хамгийн сайн ажилладаг гэдгийг олж мэддэг бөгөөд бүх мөчлөгийн 10 минутын 7 минутад нь нь ихэвчлэн зарцуулдаг.

Нэгтгэхийн дутагдал ба Зардал-Ашиг шинжилгээ

Олон үйлдвэрлэгчид эдгээр системийг зөв интеграцлах асуудалд 2019 онд Int J Adv Manuf Technol хийсэн судалгаагаар 78% нь хамгийн том саад болсон гэж дурдсан. Компаниуд хасах ба нэмэх үйлдвэрлэлийн аргуудыг холимог хэрэгслээр хослуулахыг оролдох үедээ анхны зардлыг ихэвчлэн 30-40 хувийн хэмжээтэй хэмнэдэг. Гэсэн хэдий ч үйлдвэрлэлийн хугацаа ойролцоогоор гурваас тав долоо хоногийн хооронд уртсанаас үүдэн энэ нь бас хязгаарлалттай байдаг. Их хэмжээний захидал, тухайлбал, хагас саяас дээш нэгж, тусгай загвар, нарийн ханатай бүтээгдэхүүнүүдийн хувьд амьдралын мөчлөгийн шинжилгээний үзүүлэлтээр харахад ихэнх компаниуд хөрөнгө оруулалтаасаа 12-18 сарын дараа бодит өгөөжийг хүртэж эхэлдэг.

Ухаалгаар хэлбэрлэх: Хиймэл оюун ухааныг ашиглан үйл явцыг тохируулах, цаашид гарах доголдолыг урьдчилан таамаглах

Гэм бурууг багасгахын тулд хиймэл оюун ухааныг ашиглан үйл явцыг үр дүнтэй болгох

Өнөөгийн цацлагаар хийх технологийн үйл явцад хиймэл оюун ухааны системийг ашиглан шинэхэн сенсорын утгыг ажиглаад, халуун, даралт, хурдны тохиргоог үйлдвэрлэлийн явцад зохицуулдаг. Үр дүнд нь бидний мэдэх ховхрох тэмдэг, муруйсан хэлбэр гэх мэт асуудлууд багасдаг. 2024 оны салбарын сүүлийн үеийн тайлангийн мэдээллээр хуучин бэхлэгдсэн тохиргоотой харьцуулахад ийм арга зам нь эдгээр асуудлыг 18-24 хувь хүртэл бууруулдаг. Машин сургалтын алгоритмууд өмнөх үйлдвэрлэлийн түүхийг судалж, бүх тавилын хувьд тохиромжтой нөхцлийг олоход юм. Энэ нь шинэ үйлдвэрлэлд бэлтгэх хугацааг богиносгох, нэмэлтээр чиглүүлэгч материал хаягдах хэмжээг багасгах, мөн чанартай бүтээгдэхүүнийг тогтвортой үйлдвэрлэх боломжийг олгодог.

Урьдчилан сэргийлэх засвар, шинэчлэл ба Бодит цагийн аномалийг илрүүлэх

Хэтрэлтийн, температурын болон даралтын сенсоруудыг хиймэл оюун ухааны шинжилгээтэй хослуулснаар үйлдвэрлэгчид 92%-с дээш нарийвчлалтай урьдчилан сэргийлэх засвар, шинэчлэлтийг хангаж чаддаг. Тасралтгүй хяналт нь гидравликийн элэгдэл эсвэл гайканы элэгдлийн анхны шинж тэмдгийг илрүүлж, гэмтэл гарахаас өмнө цаг алдалгүй засвар хийх боломжийг олгодог. Эрт үзэгдэл хянах системийг форм хэрэгслэнд шууд багтаан суулгасан нь түүхчлэн тохиолдох зогсолтыг 35–40% хүртэл бууруулдаг байна.

Хиймэл оюун ухааныг PLC болон SCADA системтэй интеграци

Хуучин PLC болон SCADA системд хиймэл оюунг оруулах үед нийтлэгжсэн протоколууд, жишээ нь OPC-UA нь зохимжтой байдалын тулд чухал болно. Шинэ гибрид тохируулгууд нь хиймэл оюуныг үйлдвэрлэлийн явцад шахагчийн хүчийг нарийвчлан тохируулах боломжийг олгоно гэвч үйлдвэрлэгчид итгэмжилдэг ISO-аар баталгаажсан процессыг алдагдуулахгүй. Гэхдээ ихэнх инженерийг шөнө босгоход хамгийн ихээр санаа зовж байдаг асуудал бол өдөр бүр сенсороос ирж буй мэдээллийг хүрэлцэхүйцээр боловсруулах ирээцийн тооцооллын чадавхийг хэрхэн өргөжүүлэх вэ гэдэг юм. Бид томоохон формжуулалтын үйлдвэрт л 12-18 терабайт мэдээлэл гарна гэсэн үг. Энэ дэд бүтцийг зөв байгуулах эсэх нь амжилттай хэрэгжүүлэлт ба хурдан хугацаанд хаягдах хөрөнгө оруулалтын ялгааг тодорхойлно.

Индустри 4.0 ба IIoT: Мэдээллээр удирдагдах матрицын загварчлал ба үйл ажиллагаа

Индустри 4.0 ба Индустриаль Интернет of Things (IIoT) технологийн нэгдэл нь холбоотой байдлыг сайжруулах, бодит цагт мэдээллийг ашиглах замаар шахах матрицын загварчлалыг хувиргаж байна.

Оюунлаг үйлдвэрлэл ба Индустрийн Интернэт зүйлс (IIoT)

Одоогийн үед хэвтэх заводууд нь үйлдвэрлэлийн явцад ойролцоогоор 18-н янзын процессийн хүчин зүйлсийг хянахын тулд IIoT датчикуудыг ашигладаг. Хэлбэрийн температур, шахалтын даралт, материал ямар чийгтэй байгаа зэрэг зүйлсийг тасралтгүй хянах боломжтой. Шууд мэдээлэл авч чадсанаар үйлдвэрлэлийн бүх процессын турш тохиргоонд ойролцоогоор хагас хувийн нарийвчлалтай байлгахад заводын ажилтнуудад тусалдаг. Сүүлийн үеийн Industry 4.0 судалгааны индустрийн сүүлийн үеийн чиг хандлагыг харвал, ихэнх үйлдвэрлэгчид оюунлаг ухаалаг үйлдвэрийн технологийг өрсөлдөх чадвараа дээшлүүлэхийн тулд одоо үед бараг заавал гэж үздэг. Энэхүү технологийг эрт нэвтрүүлсэн компаниуд машин сургалт, өдөр тутмын үйл ажиллагаанд нэгтгэсэн байдлаар нэмж оруулсанаар үйлдвэрлэлийн мөчлөгт ойролцоогоор 20%-иад сайжруулалт гарсан гэж тайлагнаж байна.

Бодит цагт хяналт тавих ба Кливд суурилсан процессийн удирдлага

Клауд платформууд нийлүүлэгч хэлхээтэй хэвэнд боловсруулах машинийн 90%-иас дээш хэмжээний мэдрэгчийн өгөгдлийг боловсруулдаг бөгөөд хазайлтыг илрүүлснээс хойш 1.2 секундын дотор алсын замаас засвар хийх боломжийг олгодог. Боловсролын явцыг бодит цагт хянах систем нь урьдчилан таамагласан ховилын хүчийг удирдах, материалын урсгалыг оновчтой болгох замаар автомашин үйлдвэрлэлд хаягдал гаралтыг 38%-иар бууруулсан.

Чиг хандлага: Хэвэнд боловсруулах үйлдвэрт ирмэгийн тооцооллын хэрэглээ

Түвшин-1-ийн хэвэнд боловсруулагчдын 60%-иас дээш нь клаудны саатлыг зогсоохийн тулд ирмэгийн тооцооллын зангилаа ашигладаг бөгөөд цаг хугацааны хувьд мэдээллийг харилцан адилгүй байдлаар боловсруулдаг. Энэ нь минутанд 500-аас дээш деталь шалгаж, гэмтэл илрүүлэх нарийвчлал нь 99.97% байх чадвартай, мөн үйлдвэрийн шугам бүрээр жилд дэлгэцийн зардлыг 12,000 ам.доллароор хэмнэх боломжийг олгодог хиймэл оюунтай чанарын шалгалтын системийг дэмждэг.

Хагас үйлдвэрлэл: 3D хэвлэлт ба жижиг хэвэнд боловсруулах нэгдэлт

Хиймэл хэвлэлтийг хиймэл хэвэнд боловсруулах ажлын урсгалд нэгтгэх

Гибридийн үйлдвэрлэлийн талаар ярихад гол санаа нь хуучин арга болох шахмал хийх аргатай нэмэх аргыг хослуулах замаар бид хязгаарлагдмал хэлбэр дүрснээс даван туулах боломжтой. Энд жин дардаг зүйл гэвэл 3D хэвлэсэн орц, энэ нь хэвийн CNC машинд тохируулгаас илүү хурдан нарийн төвөгтэй деталиуд, жишээ нь хэлбэртэй хөргөлтийн сувгуудыг үйлдвэрлэгчдэд гарган авах боломжийг олгоно. Жавстек өнгөрсөн жилээс өгсөн мэдээллээр, үйлдвэрлэлийн хугацааг 40-60 хувь хүртэл багасгадаг. Энэ аргачлалын үнэ цэнэ гэвэл компаниуд бага хэмжээний серийн үед загвараа хурдан туршиж сайжруулах боломжтой бөгөөд томоохон хэмжээний үйлдвэрлэлд шилжих үедээ хэвийн хаягийн хэмжээтэй хаягийн ашигтай байдлыг хадгалж чаддаг.

Багасгасан хэмжээний эрүүл мэндийн хэрэгцээнд зориулсан микрo хаягийн үйлдвэрлэл

Эмнэлгийн салбарын эрэлт нь микрo хэвтэлтийн дэвшилтийг түргэсэж, микрон зуурасны массив болон микро урсгалын чип шиг нэг грамм хүртэлх бага хэмжээний деталиудыг үйлдвэрлэх боломжийг олгож байна. Хамгийн авъяастай эмнэлгийн хэрэгслийн үйлдвэрлэгчийн 2024 оны судалгаагаар гибрид үйлдвэрлэлийн аргаар суулгах сенсоруудад ±5 микроны нарийвчлалд хүрсэн бөгөөд энэ нь тусдаа процессуудын нарийвчлалыг гурвалсан давуу талтай байв.

Гибрид процесс дахь нарийвчлал, давталт ба материалyn хязгаарлалт

Гибрид аргууд дизайн хувьсах чадвараараа онцлог давуу талтай ч гэсэн дутагдалтай талуудтай:

• Термийн тогтвортой байдал : 3D хэвлэсэн полимер хэвүүд ихэвчлэн зөвхөн 500–800 цикл үргэлжилдэг бөгөөд цэвэрхэн ган хэвүүдийн 100,000+ циклийн амьдралын хугацаагаас холдоо байна
• Усны материалтай хамаарал : Одоогоор FDA-ийн зөвшөөрөлтэй термопластик материалын зөвхөн 23% нь FDM (Fused Deposition Modeling) хэвтэй нийцдэг
• Дараа нь зах зээл : Гибрид деталиуд гадаргуугийн чанарын стандартад нийцэхийн тулд ихэвчлэн гурван дээш нэмэлт төгсгөлийн үе шат шаарддаг

Ирээдүйн хандлага: Нэмэлт аргаар шаардлагатай үед хэвийг үйлдвэрлэх

Шинээр гарч ирж буй шууд металл хэвлэх системүүд нь 72 цагаас бага хугацаанд үйлдвэрлэлийн түвшний хөнгөн цагаан формуудыг үйлдвэрлэх боломжийг олгохоор төлөвлөгдөж байгаа бөгөөд энэ боломж нь 2030 он хүртэл жил ирэх тутамд 22% -иар өсөх болно (AM Research 2024). Эдгээр дэвшилт нь нэмэх үйлдвэрлэлийг нарийн олон талт геометр юмуу, багц, шаардлагатай үед үйлдвэрлэх шаардлагатай цацраг хаягдлын загварын дизайнд масштаблах шийдэл болгож байрлуулдаг.