Potřebujete vlastní lisovací brzdu

Za normálních okolností by si Olson objednával vlastní lisovací brzdový lis a set. To by nebylo problémem pro velkou objednávku, ale tohle si vyžádalo jen několik set částí. Opravdu nemohl ospravedlnit vlastní nástroj.

Nebo by mohl? Nástroj nemohl být přesně vyřezán z nástrojové oceli, samozřejmě. Ale musel to být kov? Může to být pryskyřice nebo termoplast? Koneckonců, uretanové lisovací brzdové nástroje byly používány po mnoho let pro určité povrchově kritické aplikace. Proč nelze vytisknout vlastní brzdový nástroj?

Potenciál plastů

Když manažer obchodního oddělení vidí 3D tiskový stroj vytisknout plastovou součást, vrstvu po vrstvě, na mysli se objevují nesčetné aplikace. Co se týče montáže poka-jhoku? Závěr, který má být pod kontrolou? Možná speciální zadní prsty na lisovací brzdě pro měření náročných geometrií?

Všechny tyto aplikace vyžadují předběžný náhled, ale zainteresované tištěné součásti nejsou vystaveny obrovskému stresu. Ne tak samozřejmě s lisovací brzdou. A jak ukazují zdroje, vývoj nástroje s aditivní technologií vyžaduje víc než jen vychystávání materiálu a bít tisk.

Jedním z velkých aspektů je výběr způsobu tisku. Jedna běžná metoda zahrnuje výrobu taveného filamentu (FFF), proces dodatečných materiálů, který je také znám pod jmény Fused Deposition Modeling (FDM od Stratasys) a další. V tomto procesu tisková hlava usazuje vyhřívaný materiál, jako vrstvu termoplastického materiálu.

Jiné metody spadají pod kategorii nazvanou fotopolymerizace kádě. V těchto procesech interaguje světlo s povlakem kapalné pryskyřice a exponované oblasti pryskyřice se převádějí na pevnou část. Procesy, jako je stereolitografické zařízení (SLA), digitální zpracování světla (DLP) a digitální syntéza světla (DLS), každý přistupují k procesu jiným způsobem, ale všichni spadají do této kategorie.

Již řadu let společnost využívala technologii 3-D tisku ve svých produktech. Pokud vidíte plastovou součást na nedávno zakoupeném upínacím systému Wilson, existuje velká pravděpodobnost, že součást pochází z tiskárny 3-D u firmy Wilson. "Máme nyní asi 25 čísel dílů, které procházejí aditivními procesy," řekl Rogers, "a máme ještě dalších 80 čísel, které jsou v blízké budoucnosti naplánovány pro aditivní procesy." Tyto části nemají vysoký objem výroby , a návrh některých se může často měnit. Tisk se jednoduše zbavuje nákladů na obrábění nebo vstřikování plastových forem. "A pokud potřebujeme změnit design, nemusíte se starat o nářadí," řekl Rogers. "Všechno, co je zapotřebí, je ECR [požadavek na technickou změnu] a máme dobré jít."

S třídilovkovými tiskárnami ve firmě oddělení výzkumu a vývoje společnosti Wilson dlouho experimentuje s přípravky, přípravky a pracovními materiály. Mnoho z kaizenových akcí společnosti skončilo žádostí o nějaký tištěný poka-jhook. V průběhu let inženýři prováděli experimenty a tiskli různé nástroje, aby zjistili, jak se budou pod tlakem držet. Během posledních několika let se úsilí R & D začalo vážně a všechno toto testování vedlo k tomu, že v říjnu 2018 došlo k rozšíření divize doplňkových látek.

Divize nabízí dvě služby: tištěné lisovací brzdové nástroje a součásti tištěných podpěr. Pokud například výrobce potřebuje tištěný brzdový nástroj, stejně jako plastový nosný prvek, jako je prototyp, svítidlo nebo forma pro sestavu plechu, může využít oboustranné tiskové služby společnosti Wilson pro obě tyto potřeby.

Tisk lisovacího brzdového nástroje může být mnohem komplikovanější než tisk pojezdového / nočního ukazatele. "Vyzkoušeli jsme mnoho různých aditivních technologií a materiálů," řekl Rogers, "aby zjistil, co bude nejlépe fungovat, pokud jde o dlouhověkost, stres a kvalitu dílů v různých konfiguracích. A časem jsme zúžili výběr. "

Společnost skončila jedním procesem založeným na pryskyřici, DLS, stejně jako proces vytlačování, FDM. "Máme více vlastních technologií, ale to jsou dvě aditivní technologie, které budeme používat při tisku nástrojů při startu"

Rogers dodal, že budou k dispozici zakázkové nástroje pro ohýbání 14-ti uhlíkových ocelí a ředidla, s ekvivalentními mezními hodnotami pro různé typy materiálů v závislosti na pevnosti v tahu. Nástroje budou schopny ohýbat délky 12 palců a méně.

Kovové a polymerní komponenty se používají společně. Například společnost vytiskla vlastní nástroje se složitými zářezy navrženými tak, aby tvořily více než tucet malých závorek v jednom tahu, a namontoval tyto části na nástrojové ocelové základny.

Jak uvedl Rogers v jiném příkladu: "Pokud máme, řekněme, kudrlinku, kterou potřebujeme udělat pro aplikaci s nízkým označením [povrchově citlivého materiálu], můžeme mít pracovní konec nástroje polymerní materiál, ale tělo kozlíku bude ocelové. "

Ústředním bodem pro toto bylo testování životního cyklu společnosti. Rogers a jeho tým analyzovali opotřebení nástrojů až na 1000 cyklů ohybů, přičemž zkoumali rozdíly v kvalitě dílů a charakteristikách opotřebení nástrojů mezi prvním a posledním zatáčením.

Takže jak se tyto tištěné nástroje nosí? Ukazuje se, že se používají stejným způsobem jako konvenční nástroje pro přesné obrábění v situacích ohýbání vzduchu. Tři body kontaktu - včetně obou poloměrů ramen a ramena - budou nejprve opotřebovány. "A když dojde ke zdobení a vyvrtání, dochází k opotřebení všude, kde se materiál sklouzává přes [během cyklu ohybu]," řekl Rogers.

To, co firma může stavět, závisí na aplikační tonáži, protože se vztahuje k bodu výnosu a síle v tahu. Identifikace je pro určitý, tištěný nástroj zahrnuje testování a analýzu konečných prvků.

Analýza je obzvláště důležitá při řešení neobvyklých geometrií ohybu - což je samozřejmě velký důvod, proč si objednat vlastní brzdový nástroj. Zahrnuje nástroje s více ohybovými obrysy, jako jsou posuny a nástroje s kloboukovým kanálem, které dělají více ohybů během jediného zdvihu.

"Pokud vytvoříme pětistranný box vše v jednom zásahu, použijete-li tisk FDM, síla nástroje bude slabá v jednom směru," řekl Rogers. "Musíme se tedy ujistit, že používáme správný materiál, abychom mohli tyto faktory kompenzovat. Nebo bychom se mohli vrátit k procesu tisku na pryskyřici [DLS], který má tendenci k lepším vazbám mezi vrstvami. "

Tiskový nástroj 3-D není samozřejmě určen pro každou aplikaci. "Pokud vyrábíme nástrojovou ocel, zřejmě ji budeme schopni vyrobit, abychom vyhověli potřebám široké škály aplikací," řekl Rogers. "Ale pokud jde o tištěný nástroj, musíme být trochu více selektivní v tom, co děláme."

"Jedná se o to, že máme schopnost přijmout standardní nástroj a podíváme se na jeho výrobu jiným způsobem a nejenom k ​​dosažení kratších dodacích lhůt," řekl Beaupre, "ale také se podíváme na způsoby, jak vytvořit verzi nové generace nástroje. "

Rogers dodal, že tištěné nástroje nemusí být nutně pro operace, které potřebují vyrábět díly do tolerancí těsnějších než +/- 0,010 palců - tak, že aplikace v jaderném průmyslu, kde jsou vlastnosti materiálu obrobku a procesy ohýbání řízeny do n-stupně. Ale tištěné nástroje mohou splňovat potřeby nejpřesnějších výrobců, kteří se musí ohýbat v rozmezí +/- 0,015 palce.

Rogers dodal, že velká výhoda přichází v době předstihu, a zde 3-D tisk by mohl vyřešit všudypřítomný problém mezi vlastními výrobci. Žádost o cenovou nabídku vyžaduje několik zákrut, že - není tam žádná obálka - vyžadují speciální nástroj. Obchod může získat práci, ale nástroj nebude k dispozici po dobu dalších 6 až 12 týdnů, v závislosti na dodavateli. Takže pro výrobce, to je pravděpodobně situace bez kotacek. Případně by obchod mohl během několika dnů spustit práci s tištěným nástrojem. Kdy a kdy se práce stane něco více, obchod si může objednat běžně vyráběný vlastní nástroj.

"Už jsme tiskli nástroje pro některé výrobce a práce, které zřejmě nejvíce rozumí, zahrnují malé běhy, jako například 100 nebo 250 kusů," řekl Rogers. "Tištěný nástroj jim umožňuje spustit práci během několika dní."

Doplňková a plechová konvergence

Cincinnati Incorporated působí již delší dobu na AM, nikoliv na technologii kovových aditiv, ale navíc s extruzními tiskárnami, jako je BAAM, systém pro výrobu velkých prostorových aditiv. Podívejte se na BAAM z dálky a přisahujete, že je to laserové řezací lůžko, kompletní s portálem a vlnovcem. Zvedněte se blíž a uvidíte, jak se portál pohybuje 3D tiskovou hlavou a termoplastická vrstva vytváří masivní části vrstvy po vrstvě.

Ale ještě předtím, než začala iniciativa BAAM, inženýři uvnitř společnosti se podívali na něco mnohem menšího.

"Začali jsme tisknout na lisovacím lisu ještě předtím, než jsme dokonce měli velkou tiskárnu," ​​řekl Mark Watson, marketingový specialista společnosti Cincinnati Inc. "Nebyli jsme ani v oblasti třídiskového tisku, ale když jsem začal testovat 3 -D tištěné nástroje. Velkými otázkami bylo, jakou trvanlivost bychom mohli dostat z 3-D tištěného nástroje a jakou přesnost bychom mohli dostat ze strany? Jak by to bylo možné porovnat s ocelovými nástroji? Měli jsme 3-D tištěné nástroje, které odpovídaly geometrii ocelových nástrojů běžících vedle sebe v lisovací brzdě. A provedli jsme statistickou analýzu dokončených částí. "

"Byli jsme opravdu ohromeni," řekl Watson. "Měli jsme ohyby do třetiny stupně s ocelovým nástrojem a my jsme byli s polovičním stupněm nebo méně s tištěným nástrojem."

Když firma vyšla s vlastní velkoformátovou tiskárnou, byla však koncepce tisku brzdového nástroje přerušena. Ve srovnání s menšími 3-D tiskárnami systém BAAM uložil poměrně silný korálek. Tato geometrie korálků byla rozhodující pro úspěch stroje při výstavbě velkých částí, ale nebylo vhodné pro tisk lisovacího brzdového nástroje.