ჯონ დირი მიმართავს 3D ბეჭდვას ძრავის უფრო ეფექტურ ნაწილებზე

ახალი John Deere ტრაქტორები, რომლებიც წარმოების ხაზიდან მოდიან მანჰეიმში, გერმანიაში, კომპანიისთვის პირველია: ლითონის 3D პრინტით დაბეჭდილი ძრავის ნაწილი.

სასოფლო-სამეურნეო და ტურფის აღჭურვილობის გლობალური მწარმოებელი უცხო არ არის 3D ბეჭდვისთვის, რომელიც იყენებდა მას 20 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში ათასობით პროტოტიპის, ხელსაწყოს, ჯიგებისა და მოწყობილობების დასამზადებლად თავის გლობალურ ქარხნებში. მაგრამ 3D-დაბეჭდილი უჟანგავი ფოლადის სარქველი ტრაქტორის საწვავის სისტემაში არის ახალი მიმართულება და ნაწილი, რასაც კომპანია უწოდებს თავის სმარტ ინდუსტრიულ სტრატეგიას.

2020 წელს გაშვებულმა ჯონ დირმა გამოაცხადა თავისი ხედვა ახალი ტექნოლოგიების სწრაფად ინტეგრირების შესახებ სამ ფოკუსირებულ სფეროში: წარმოების სისტემები, მათი ტექნოლოგიური დასტა და სასიცოცხლო ციკლის გადაწყვეტილებები.

3D ბეჭდვა ამ ხედვის ნაწილია და ეს სარქველი მისი ერთ-ერთი პირველი ნაყოფია. ის უფრო ეფექტურია, ვიდრე ტრადიციულად წარმოებული. ის დაახლოებით 50%-ით იაფია და მნიშვნელოვნად მცირეა, ნაკლები მასალის გამოყენებით. მაგრამ ეს მხოლოდ იმის გარკვევაა, თუ რატომ აირჩია ჯონ დირმა ამ ნაწილის 3D ბეჭდვა.

პირველი მრავალი 3D დაბეჭდილი ნაწილიდან

ახალი თერმული გადამყვანი სარქველი John Deere 6R და 6M ტრაქტორების უახლეს ვერსიებზე არ არის მხოლოდ უფრო ხელმისაწვდომი მეტალის 3D ბეჭდვის ტექნოლოგიის ინოვაციური აპლიკაცია, ეს არის დაახლოებით ორი წლის R&D კულმინაცია.

ეს დაიწყო გამოწვევით, რათა უზრუნველყოს John Deere-ის ტრაქტორები ცივ გარემოში მუშაობისას. ინჟინრებს დაევალათ შეექმნათ სარქველი, რომელიც შეინარჩუნებდა საწვავის ტემპერატურას ძრავის მუშაობაზე გავლენის გარეშე.

„პირველ რიგში, თქვენ იწყებთ იმით, რისი გაკეთებაც გსურთ ამ ნაწილმა“, - ამბობს უდო შეფი, ჯონ დირის მცირე და საშუალო ზომის ტრაქტორების საინჟინრო დირექტორი, „და მუშაობთ გამოთვლითი სითხის დინამიკის ოპტიმიზაციაზე და მის სიმულაციაზე ვირტუალურ სამყაროში, შემდეგ თქვენ გადაიტანეთ ეს. ციფრულ დიზაინში პროტოტიპის მოდელისთვის.

იდეალიზებულ პროტოტიპ მოდელს, რომელიც საშუალებას აძლევდა საწვავს მიედინებოდეს უდიდესი ეფექტურობით, ჰქონდა მომრგვალებული, გლუვი შიდა არხები. შეფის თქმით, ფუნქციის შექმნა შესაძლებელია მხოლოდ 3D ბეჭდვით.

„სითხის დინამიკაში, როდესაც თქვენ გაქვთ ორი საბურღი ხვრელი, რომლებიც ერთმანეთს კვეთენ, ყოველთვის გაქვთ მკვეთრი კუთხეები, თუ იყენებთ დამუშავების ხელსაწყოებს. 3D ბეჭდვით, თქვენ შეგიძლიათ გქონდეთ მრგვალი კუთხეები, ეს არის ელემენტი, რომელმაც კიდევ ერთი ნაბიჯი გადაგვიდგა სარქვლის ოპტიმიზაციაში.”

იმის შესამოწმებლად, იმუშავებს თუ არა ნაწილი ისე, როგორც მოსალოდნელი იყო, John Deere-ის ინჟინრები მუშაობდნენ დანამატების წარმოების პერსონალთან გერმანიაში. GKN დანამატი (პროგნოზი 3D), ლითონის ნაწილებისა და მასალების ციფრული მწარმოებელი, ლითონის 3D ბეჭდვისთვის საწვავის სარქვლის დიზაინის შემდგომი ოპტიმიზაციისთვის. GKN-მა დაბეჭდა პროტოტიპის სარქველები ფოლადისგან ახალ მეტალის 3D პრინტერზე HP-სგანHPQ
საქართველოს Metal Jet S100 Solution. ეს პრინტერი იყენებს ლითონის 3D ბეჭდვის ერთ-ერთ ტექნოლოგიას - არსებობს რამდენიმე - ე.წ ბაინდერის გაჟონვა, სადაც ლითონის ფხვნილი გაერთიანებულია შემაკავშირებელ აგენტთან ერთად ფენით, რათა წარმოქმნას ნაწილი, რომელიც შემდეგ ადუღდება სამრეწველო კლასის ღუმელში. ამის შემდეგ, ნაწილი დამუშავებულია და აწყობილია.

თერმული გადამყვანის სარქველმა გაიარა მკაცრი ტესტირება მილის საჭირო ხარისხის უზრუნველსაყოფად, რომელიც უტოლდება დამუშავებულ ან საინვესტიციო ჩამოსხმულ ლითონს. ნაწილის საველე ტესტირებაც წარმატებით დასრულდა.

”ასე რომ, ეს ის წერტილია, სადაც ჩვენ უნდა გადაგვეწყვიტა, როგორ ვაწარმოებდით ამ ნაწილის მატერიალური საკუთრების და სხვა მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად,” - ამბობს სხეფი, რომელსაც ასევე უნდა განეხილა მისი მჭიდრო ვადა ამ ნაწილისთვის, რამდენი დაჯდება ხელსაწყოები. და როგორ მოერგება ნაწილი ასამბლეის სამუშაო პროცესს.

„და სწორედ მაშინ გადავწყვიტეთ, კარგი, თუ ეს 3D-ნაბეჭდი ნაწილი მუშაობს ტესტებში და დანამატის წარმოება ეკონომიურია, მაშინ ის იმუშავებს წარმოებაშიც“, - ამბობს შეფი.

პროტოტიპების შექმნა იმავე მასალაში და მეთოდში, რომელიც გამოყენებული იქნება საბოლოო წარმოების ნაწილისთვის, ინჟინრებს მუშაობის უფრო მეტ გარანტიას აძლევს. „ჩვენ ავირჩიეთ ლითონის რეაქტიული პროცესი HP-სგან, რადგან ის ბევრად უფრო სწრაფია, ვიდრე სხვა ლითონის 3D ბეჭდვის პროცესები“, დასძენს იოხენ მიულერი, ჯონ დირის გლობალური ციფრული ინჟინერიის მენეჯერი. „ჩვენ ვპოულობთ შესაძლებლობებს უფრო ეფექტური, საიმედო და მდგრადი აღჭურვილობის მიწოდებისთვის და HP-მა მოგვაწოდა ამისთვის სრულყოფილი გადაწყვეტა“.

ლითონის 3D ბეჭდვა წარმოების მოცულობებზე

ამჟამად, 4,000-ზე მეტი სარქველი იგზავნება GKN-დან John Deere-ის ტრაქტორების ქარხანაში საბოლოო ასამბლეისთვის თითო ნაწილის ფასი, რომელიც ნაკლებია გაყალბებაზე ან ფრეზზე. ტრაქტორები ამ 3D დაბეჭდილი ნაწილით უკვე ადგილზეა, ფაქტიურად.

მიულერი ამბობს, რომ ამ კონკრეტული ნაწილის 3D ბეჭდვის კიდევ ერთი უპირატესობა ტრადიციული მეთოდების გამოყენების ნაცვლად არის დამატებული სისწრაფე წარმოების პროცესში. იმის გამო, რომ 3D ბეჭდვა არ საჭიროებს ფორმებს ან ხელსაწყოებს, ნაწილების პროტოტიპების შექმნა უფრო სწრაფი და იაფი იყო, რამაც დააჩქარა დიზაინის პროცესი. დიზაინის შეცვლა და გაუმჯობესება შესაძლებელია ნებისმიერ დროს. გარდა ამისა, როდესაც საქმე ეხება შემცვლელ ნაწილებს, მუდმივი ინვენტარი არ არის საჭირო. ამ ღირებულების ციფრული ფაილი შეიძლება გაიგზავნოს ნებისმიერ მესამე მხარის მწარმოებელს HP Metal Jet ტექნოლოგიით და წარმოებული შედარებით ადგილობრივად და სწრაფად.

მიუხედავად იმისა, რომ სარემონტო და სათადარიგო ნაწილების სრული ციფრული ინვენტარი მიმდინარე და მოძველებული John Deer-ის აღჭურვილობისთვის ჯერ კიდევ შორეული მომავლის პროექტია, კომპანია უკვე ხედავს პოტენციურ სარგებელს.

„ჩვენ გვაქვს სათადარიგო ნაწილების უზარმაზარი ორგანიზაცია, რომელიც ძალიან, ძალიან დაინტერესებულია 3D ბეჭდვით“, - ამბობს მიულერი. კომპანია უკვე ფიქრობს იმაზე, თუ რომელი და რამდენი სათადარიგო ნაწილის გარდაქმნა შეიძლება 3D ბეჭდვადი ციფრულ ფაილებად, რაც გამორიცხავს საწყობს. „ჩვეულებრივ, ჩვენ გვაქვს სათადარიგო ნაწილები მარაგში დაახლოებით 20 წლის განმავლობაში, ზოგჯერ უფრო მეტსაც, და ძნელია იმის პროგნოზირება, თუ რა უნდა გავაკეთოთ ხელმისაწვდომ მარაგთან და როგორ შეავსოთ მარაგი, თუ ამოიწურება.

3D ბეჭდვის სათადარიგო ნაწილების მოთხოვნის მიღმა, მიულერი ითვალისწინებს მომავალს, სადაც ჯონ დირს შეუძლია გააანალიზოს გაცვეთილი ან გატეხილი ნაწილები და 3D ბეჭდვითი მორგებული ნაწილები, რომლებიც გაძლიერებულია ინდივიდუალური გამოყენების შემთხვევაში.

3D ბეჭდვა დადასტურებულია პროტოტიპის საშუალებით

John Deere-მა, ისევე როგორც ბევრმა მწარმოებელმა და საავტომობილო კომპანიამ, დაიწყო 3D ბეჭდვა მათ საინჟინრო ლაბორატორიაში ნაწილების პოლიმერული დიზაინის პროტოტიპებით და ავტომობილის კონცეფციებით.

კომპანიამ სწრაფად შეიტყო, რომ დიზაინის ფაზაში ფასდაუდებელია ფიზიკური მოდელების დამუშავება, მორგება და არსებულ ნაწილებთან შედარება. „ასამბლეის ხაზის ადამიანებს შეუძლიათ შეამოწმონ რამდენად შესაძლებელია თქვენი კონცეფციის ნაწილი წარმოების თვალსაზრისით“, - აღნიშნავს შეფი.

ეს პროტოტიპები უფრო ეფექტური და მნიშვნელოვნად უფრო სწრაფია, ვიდრე დამუშავება ან ხისგან კვეთა, რომელიც იყო ერთ-ერთი ტექნიკა, რომელიც გამოიყენებოდა ჯონ დირის 3D ბეჭდვის დაწყებამდე 2000 წელს.

”ჩვენი შიდა 3D ბეჭდვის შესაძლებლობები საშუალებას აძლევს ჩვენს დიზაინერებს ადვილად გამოსცადონ თავიანთი იდეები და გადაამოწმონ თავიანთი კონცეფციები განვითარების პროცესის ძალიან ადრეულ ეტაპზე,” დასძენს მიულერი. „ეს არის „წარუმატებლობის ადრეული“ ტიპის აზროვნება. ჩვენ გვსურს ყველა კონცეფცია გადმოვიტანოთ იატაკზე, როგორც ფიზიკური მოდელები და გქონდეთ მრავალფეროვანი ჯგუფები, რათა გამოვიდეთ სწორი კონცეფციით. ასე რომ, 3D ბეჭდვა და დანამატების წარმოება, ზოგადად, გვაძლევს ამის უფლებას.”

თერმული გადამისამართების სარქველი მხოლოდ პირველია ტრაქტორის მრავალი 3D პრინტერის ნაწილებიდან.

3D Printing Factory Jigs & Tools

3D პრინტერები გვხვდება John Deere-ის თითქმის ყველა ქარხანაში მთელს მსოფლიოში, რომლებიც ამუშავებენ მოწყობილობებს და ქარხნულ იარაღებს 24/7. შეფი ამბობს, რომ ჯერ კიდევ მიმდინარეობს ტრადიციული წარმოება, რადგან 3D ბეჭდვა ყველაფერს ვერ შეცვლის, მაგრამ როდესაც საქმე ეხება ნაწილებს უნიკალური კონტურებით ან სპეციალური ხელსაწყოებით, 3D ბეჭდვა არის არჩევის მეთოდი.

ქარხნული მოწყობილობები თითქმის ყოველთვის უნიკალურია ქარხნული ხაზისთვის და ძვირია მცირე რაოდენობით დამუშავება. ამ ნაწილების 3D ბეჭდვის გასაადვილებლად, ჯონ დირმა ჩამოაყალიბა 3D პრინტერების გლობალური ქსელი სხვადასხვა პრინტერის ტექნოლოგიებით სხვადასხვა ადგილას და უფრო დიდი ქარხნები ემსახურება პატარა ქარხნების საჭიროებებს.

John Deere-ის ყველა ქარხანაში, წარმოების ინჟინერიის განყოფილება, რომელსაც ევალება ყველაზე ეფექტური წარმოების პროცესების მოძიება, გვთავაზობს ახალ ინსტრუმენტებს და ადგენს, არის თუ არა ისინი საუკეთესოდ დამზადებული დანამატებით თუ ტრადიციული ტექნოლოგიებით. შემდეგ, მიულერის ციფრული საინჟინრო ჯგუფი ავითარებს ციფრულ მოდელებს, რომლებიც იგზავნება ქარხანაში 3D ბეჭდვისთვის ან ადგილობრივი 3D ბეჭდვის სერვისისთვის.

პროტოტიპებიდან ბოლო კომპონენტებამდე, ხელსაწყოებამდე და სათადარიგო ნაწილებამდე, 3D ბეჭდვა არის ჯონ დირის ერთ-ერთი მთავარი აქტივი მის სწრაფვაში, იყოს უფრო ციფრული და მოქნილი ორგანიზაცია, ამბობს მიულერი. ეს საშუალებას აძლევს ინჟინრებს განავითარონ კონცეფციები იდეიდან ფიზიკურ ნაწილამდე უფრო სწრაფად ნაწილების სწრაფი პროტოტიპების საშუალებით და ახლა, მისი უახლესი პროექტით, უფრო სწრაფად და იაფად შემოიტანონ ძრავის უფრო ეფექტური ნაწილები ბაზარზე.