قوة المسحوق

لمحة عن التصنيع الإضافي

منذ فجر العصر البرونزي ، كان المصنعون يبحثون عن أحدث التقنيات التي من شأنها أن تقلل بشكل كبير من التكلفة ووقت الإنتاج والموارد.

أفضل وأسرع وأرخص.

الطرق التقليدية ، رغم أنها مجربة وصحيحة ، كانت مكلفة ومعقدة. مع إدخال الطباعة 3D ، كان التصنيع الإضافي يشكل مستقبل عالمنا - بالمعنى الحرفي للكلمة!

ولكن ما هو التصنيع المضاف؟ وكيف ستساعدك؟

انضم إلينا ونحن ندرس الطبقات العديدة للتصنيع المضاف:

دعونا نقسمها

التصنيع الإضافي ، المعروف أكثر باسم الطباعة 3D ، هو عملية تخلق كائنا ماديا من تصميم تم إنشاؤه رقميا. التصميم بمساعدة الكمبيوتر (أو برنامج CAD) يرسم منتجا ويوثق عملية التصميم بأكملها. تسهل CAD عملية التصنيع عن طريق نقل الرسوم البيانية التفصيلية لمواد المنتج وعملياته وتفاوتاته وأبعاده مع اتفاقيات محددة للمنتج المعني.
ثم يتم "تقطيع" تصميم 3D رقميا إلى طبقات فائقة النعومة حيث سيتم تشكيل المنتج طبقة تلو الأخرى ، ثم تحميله إلى آلة تصنيع مضافة.

يبدأ التصنيع بطبقة رقيقة من المسحوق موزعة بالتساوي عبر منصة التصميم. بعد ذلك ، يذوب مصدر الحرارة ، مثل الليزر أو شعاع الإلكترون ، الطبقة الأولى. ثم يتم خفض المنصة بينما يتم توزيع طبقة أخرى من المسحوق بالتساوي ، حيث تتكرر العملية مرة أخرى بعد التصميم المعين. ترتبط كل طبقة متتالية بالطبقة السابقة من المادة الذائبة أو الذائبة جزئيا. 

ثم تتم إزالة المسحوق الزائد وسيتم استخدامه مرة أخرى في عملية أخرى (وبالتالي تقليل النفايات) ويتم الكشف عن الكائن الذي تم إنشاؤه حديثا.

يتيح لك التصنيع الإضافي إنتاج أجزاء أخف وزنا وأقوى وأكثر متانة من الأجزاء المصنوعة تقليديا ، مع تقليل وقت البناء. وقد أدى هذا أيضا إلى ظهور بنية دقيقة فريدة وسلوك ميكانيكي لم يكن من الممكن تحقيقه مع التصنيع التقليدي. أيضا ، يضيف التصنيع الإضافي ميزات دقيقة وهندسة معقدة لم تكن متوفرة على ما يبدو مع التصنيع التقليدي.  تحدث الرحلة من ملف التصميم إلى التصميم الفعال ثورة في التصنيع.

فوائد التصنيع الإضافي (AM) متعددة الأوجه مثل التصميمات التي يمكن أن تخلقها. من خفض التكلفة إلى تخصيص التصميم ، قمنا بتفصيل بعض الفوائد المذهلة التي يجلبها إلى الطاولة:

كل شيء هندسة بالنسبة لي

تتمثل إحدى الفوائد الرئيسية المقدمة في القدرة على تحقيق أشكال هندسية معقدة وميزات عضوية صغيرة كان من الصعب للغاية أو المستحيل إنتاجها باستخدام أساليب التصنيع التقليدية. على سبيل المثال ، شهدت GE Aviation مشكلة في إنتاج طرف فوهة الوقود. كانت الهندسة الداخلية معقدة للغاية وكانت تتألف من 20 قطعة فردية تم تصنيعها بالطرق التقليدية ، والتي تم لحامها وملحومة معا. من خلال التحول إلى التصنيع المضاف، تمكنت جنرال إلكتريك من إنتاج طرف فوهة الوقود كجزء كامل وفريد في جزء صغير من الوقت وبدون النفايات الناتجة عن القطع الفردية المجمعة فرعيا. 

تجاوزت الفوائد حقيقة أنها أصبحت الآن قطعة واحدة صلبة ، حيث كان التصميم الأبسط يزن 25٪ أقل من الفوهة الأصلية ولكنه كان أكثر متانة بخمس مرات. كما حسنت حرق الوقود بنسبة 20٪ وحققت طاقة أكبر بنسبة 10٪. في مجال الطيران ، كان تعقيد التصميم يعني نفقات إضافية - ولكن الآن يقلل التصنيع الإضافي من التكلفة ويزيد من الكفاءة ويوفر حرية التصميم التي لم يكن بإمكان المصممين تجربتها من قبل.

فوهة طرف الوقود من جنرال إلكتريك تم إنشاؤها باستخدام التصنيع الإضافي

الوقت في صالحك

مع التصنيع التقليدي ، يتم تصميم أجزاء متعددة بشكل منفصل ، ويتم تصنيعها ثم نقلها لتجميعها لتشكيلها في العديد من العمليات الطويلة التي تستغرق وقتا طويلا والتي ستستغرق أسابيع إلى أشهر حتى تكتمل. تسمح عملية تبسيط التصنيع الإضافي بعملية أسرع ، وبالتالي تقليل المهل الزمنية الساحقة السابقة. 

من الناحية النظرية ، يمكن تصميم المنتج وطباعته واختباره في نفس اليوم مما يلغي عدة مراحل في ما كان في السابق عملية تطوير المنتج الطويلة. تساعد السرعة المصممين على طباعة العديد من النماذج الأولية التي تسمح بالتحقق السريع قبل الالتزام بإنتاج واسع النطاق. أيضا - يمكن إنشاء العديد من المنتجات في وقت واحد في طباعة دفعة واحدة مقارنة بنهج التصنيع التقليدي في وقت واحد.

التحول إلى البيئة الخضراء

التصنيع التقليدي هو طريقة طرح للإنتاج - يؤدي القطع حتى يتم إنتاج المنتج النهائي إلى كمية كبيرة من النفايات المتبقية. في حين أنه يمكن إعادة تدويره ، فإن هذا يتطلب عمالة زائدة ويصبح مستهلكا للوقت حيث يتم وضع العديد من العمليات لإعادة المعدن إلى شكل العمل. يسمى التصنيع الإضافي لأنه يضيف مادة إلى الجزء بدلا من قطعه. مع التصنيع الإضافي ، يتم بعد ذلك جمع أي مسحوق معدني زائد في صناديق زائدة لإعادة استخدامه في دورة الإنتاج التالية ، لذلك لا يوجد سوى القليل من النفايات.

 أيضا ، تتم إزالة الأبخرة الكيميائية والسامة التي يتم إنشاؤها أثناء التصنيع التقليدي عمليا باستخدام الطباعة 3D. في حين أن آلات AM لديها استهلاك مرتفع للطاقة - إلا أنها لا تزال ليست عالية مثل القولبة بالحقن التقليدية. كما أن التصنيع الإضافي يساعد في تقليل بصمته الكربونية ، خاصة في قطاع الطيران. 

تذكر أن فوهة الوقود التي ناقشناها خفضت وزنها بنسبة 25٪؟ مع استخدام المزيد من المواد خفيفة الوزن في بناء الطائرات ، ستقل انبعاثات الكربون. كل 5.5 رطل من الوزن على متن طائرة يعادل 1 طن من انبعاثات الكربون سنويا.
هذه التغييرات الصغيرة هي التي ستحدث فرقا أكبر على المدى الطويل!

في حين أن التصنيع التقليدي هو جوهر مهم للصناعة - فمن السهل معرفة سبب تصميم التصنيع الإضافي لمستقبل فعال وفعال.

شكرا!

سنتواصل معك قريبا!