[केस स्टडी] टच स्विच का उपयोग करके 3डी प्रिंटर मॉडलिंग की सटीकता 10 गुना बढ़ गई!

टेबल

3डी प्रिंटर मोल्डिंग में दोष क्यों उत्पन्न होते हैं?

3डी प्रिंटर की मांग बढ़ रही है।
विनिर्माण उद्योग में, अब प्रोटोटाइप, कस्टम पार्ट्स और अन्य जटिल डिज़ाइन वाले उत्पाद बनाना संभव हो गया है, जिन्हें पारंपरिक विनिर्माण विधियों से बनाना मुश्किल था। 3D प्रिंटर की मांग में लगातार वृद्धि होने की उम्मीद है क्योंकि इनका उपयोग चिकित्सा, निर्माण, एयरोस्पेस, शिक्षा, खाद्य और फैशन सहित कई अन्य उद्योगों में किया जा रहा है।

दूसरी ओर, आपमें से जो लोग 3डी प्रिंटर उत्पादन में लगे हुए हैं, क्या आपको निम्नलिखित में से कोई समस्या आती है?

  • अपर्याप्त सटीकता के कारण मॉडलिंग में बार-बार विफलताएँ
  • उत्पादन में समय बर्बाद हुआ और समय सीमा का पालन नहीं किया गया।

यह लेख उस 3D प्रिंटर निर्माता का परिचय देता है जिसने अपने 3D प्रिंटर पर METROL के टच स्विच को स्थापित करके उच्च-सटीकता मॉडलिंग को साकार किया।

आश्चर्यजनक परिणाम ये हैं:

  • मॉडलिंग की सटीकता में 10 गुना वृद्धि हुई।
  • मॉडलिंग समय में 90% की कमी से पहली परत की विफलता दर में कमी आई है।
  • पुनरुत्पादकता में 10 की वृद्धि हुई समय पूर्ण हुआ!

कृपया आगे पढ़ते रहिए!

इस लेख से आपको क्या सीखने को मिलेगा

  • 3D प्रिंटर मोल्डिंग दोष क्यों उत्पन्न करते हैं?
  • मोल्डिंग दोषों को सुधारने के लिए टच स्विच का उपयोग की विधि
  • डिजाइनरों के लिए उपयोगी स्विच का उपयोग की विधि

[साक्षात्कारकर्ता का परिचय] 3डी प्रिंटर निर्माता नागोयाकोउगेई

इस बार हमने साक्षात्कार लिया नागोयाकोउगेई कंपनी लिमिटेड
यह कंपनी 3डी प्रिंटर बनाती है और 3डी प्रिंटर का उपयोग करके औद्योगिक और उपभोक्ता उत्पादों के लिए छोटे पैमाने पर उत्पादन का व्यवसाय संचालित करती है।

उन्होंने 2023 में विकास शुरू करते हुए कहा, "अगर बाजार में मौजूद 3डी प्रिंटरों में इतनी सारी समस्याएं हैं, तो आइए हम अपना खुद का आदर्श 3डी प्रिंटर बनाएं।"
यह कंपनी अब अपने प्रमुख उत्पाद, 3डी प्रिंटर "सेनजू" के लिए ध्यान आकर्षित कर रही है, जो जापान में स्वचालित नोजल टूल चेंजर से लैस पहला वाणिज्यिक 3डी प्रिंटर है।

名古屋工芸 岡田佳記 AM事業部長
नागोयाकोउगेई के महाप्रबंधक, एएम डिवीजन, ओकाडा
名古屋工芸 脇本智正 技術責任者
नागोयाकोउगेई के तकनीकी निदेशक, वाकिमोतो
3Dプリンタसेनजू
▲जापान का पहला व्यावसायिक उपयोग वाला ऑटो टूल चेंज 3डी प्रिंटर (नागोयाकोउगेई कंपनी लिमिटेड द्वारा)
3Dプリンタसेनजू 自動ツールチェンジ機能
▲इसमें एक स्वचालित टूल चेंज फंक्शन है जो नोजल को स्वचालित रूप से बदल देता है।

3डी प्रिंटर के विकास में सबसे महत्वपूर्ण मुद्दा

इस पैराग्राफ में बताया जाएगा कि नागोयाकोउगेई को अपने 3डी प्रिंटर विकसित करते समय किन चुनौतियों का सामना करना पड़ा और उसने उन चुनौतियों पर कैसे काबू पाया।

समस्या: मोल्डिंग की 90% विफलताएँ "पहली परत की खराब मोल्डिंग" के कारण होती हैं।

नागोयाकोउगेई का मानना ​​था कि सामान्य 3डी प्रिंटरों में होने वाली 90% खराबी "उत्पादन टेबल के विरूपण के कारण पहली परत में होने वाली खराबी" के कारण होती है।

कारण: मोल्डिंग टेबल में ऐसी विकृति आ गई है जिसे ठीक नहीं किया जा सकता।

मोल्डिंग टेबल से संबंधित निम्नलिखित नकारात्मक प्रभाव पहली परत में दोषों के मुख्य कारण हैं।
·थर्मल विस्तार
मेज पर खरोंच, दाग और मोड़ के निशान हैं।
・मार्गदर्शकों की सटीकता


इस तरह की टेबल विकृति का पता आमतौर पर "निकटता सेंसर" का उपयोग करके लगाया जाता है, लेकिन ऐसे कई मामले सामने आए हैं जहां माप की सटीकता पहली परत की विफलता से बचने के लिए अपर्याप्त थी।

3Dプリンタ 1 दिन पहले
▲[ पहली परत की विफलता का उदाहरण ] टेबल के समानांतर माप में अशुद्धि के कारण भरने वाली रेखाओं में अंतराल हैं।

3डी प्रिंटर ने सटीकता में इतना ज़बरदस्त सुधार कैसे किया है?

नागोयाकोउगेई ने मोल्डिंग सटीकता की कुंजी, मोल्डिंग टेबल विरूपण को मापने और ठीक करने की एक विधि विकसित की है, जो अत्यंत परिशुद्धता के साथ की जाती है।

समाधान: निकटता सेंसरों के स्थान पर उच्च परिशुद्धता वाले टच स्विचों का उपयोग करें।

इस समस्या के समाधान के रूप में, गलत प्रॉक्सिमिटी सेंसरों के स्थान पर "उच्च-सटीकता वाले संपर्क-प्रकार के टच स्विच" को अपनाया गया।
निकटता सेंसर द्वारा पता न लगाए जा सकने वाले मोल्डिंग टेबल के विरूपण को सटीक रूप से मापने के लिए संपर्क-प्रकार के टच स्विच का उपयोग करके, वे टेबल विरूपण को ठीक करने में सफल रहे हैं जो पहली परत में मोल्डिंग विफलताओं का कारण बनता है।

3.
▲ संपर्क-प्रकार के टच स्विच के साथ मोल्डिंग टेबल विरूपण का उच्च-परिशुद्धता मापन

टच स्विच का उपयोग करके विकृति को कैसे ठीक करें

टच स्विच का उपयोग करके मॉडलिंग टेबल की विकृति को ठीक करने की प्रक्रिया इस प्रकार है:

1. टच स्विच का उपयोग करके टेबल पर कई स्थानों के निर्देशांक मापें।
2. माप डेटा नियंत्रक को भेजें

3. माप डेटा के आधार पर टेबल विरूपण का निर्धारण करें
4. माप लेने के बाद, स्वचालित टूल परिवर्तन द्वारा नोजल और टच स्विच को बदल दिया जाता है, और टेबल की ऊंचाई को ठीक करते हुए मोल्डिंग शुरू हो जाती है।


[स्पष्टीकरण वीडियो] टच स्विच का उपयोग करके मोल्डिंग टेबल को मापने की विधि

नीचे दिए गए वीडियो को देखें और जानें कि टच स्विच का उपयोग करके मॉडलिंग टेबल की ऊंचाई को वास्तव में कैसे मापा जाता है।
टच स्विच की मदद से टेबल पर कई बिंदुओं का पता लगाकर, पूरी टेबल की सतह की विकृति का निर्धारण करना संभव है।

▲ टच स्विच द्वारा मोल्डिंग टेबल की समानांतरता का मापन (द्वारा प्रदान किया गया: नागोयाकोउगेई कंपनी लिमिटेड)

[छवि] फर्मवेयर स्क्रीन मोल्डिंग टेबल के मापे गए विरूपण को दर्शाती है

टच स्विच द्वारा मापी गई मॉडलिंग टेबल की विकृति को नीचे दिखाए गए अनुसार ऊंचाई मानचित्र द्वारा दर्शाया गया है।
पहली परत को ढालते समय इस विकृति को ठीक करके, अब "पहली परत की ढलाई में होने वाली विफलताओं" को रोकना संभव है।

▲ऊंचाई मानचित्र के साथ टच स्विच द्वारा मापी गई मोल्डिंग टेबल की विकृति का दृश्य चित्रण (चित्र प्रदानकर्ता: नागोयाकोउगेई कंपनी लिमिटेड)

3डी प्रिंटर के लिए टच स्विच चुनने के 3 कारण

हालांकि मिलते-जुलते उत्पाद शॉर्टलिस्ट में थे, लेकिन नागोयाकोगेई ने METROL उत्पादों को चुनने में जरा भी संकोच नहीं किया।
इसके लिए यहां तीन कारण हैं।

  1. जापान और विदेशों में METROL की लोकप्रियता का शानदार रिकॉर्ड है, और इसका एक मजबूत ब्रांड नाम है जो मन की शांति प्रदान कर सकता है।
  2. महंगे लेजर सेंसर आदि की तुलना में किफायती।
  3. जापान में निर्मित होने के कारण बिक्री के बाद की सेवा विश्वसनीय है।

टच स्विच से लैस 3डी प्रिंटर सेन्जू के क्या परिणाम हैं?

परंपरागत रूप से उपयोग किए जाने वाले प्रॉक्सिमिटी सेंसर की तुलना में टच सेंसर के उपयोग से निम्नलिखित प्रभाव उत्पन्न हुए हैं।

परिणाम: मोल्डिंग टेबल विरूपण के मापन को 10 गुना अधिक सटीकता (50 μm → 5 μm) के साथ सक्षम बनाया गया।

आम तौर पर, 3D प्रिंटर बाजार में सेंसर के विनिर्देश 0.05 मिमी (50 μm) की सटीकता दर्शाते हैं, लेकिन नागोयाकोगेई का "सेनजू" अब इससे 10 गुना अधिक सटीकता से माप सकता है। बार-बार किए गए इस मापन से अत्यधिक सटीक मॉडलिंग संभव हो पाई।

मोल्डिंग की गुणवत्ता में काफी सुधार हुआ है।

मॉडलिंग टेबल और नोजल के बीच की दूरी को यथासंभव सटीक मानों के साथ नियंत्रित करके उच्च-परिशुद्धता मॉडलिंग संभव हो पाती है।
सेंजू में एक स्वचालित टूल चेंज फंक्शन लगा है जो नोजल को स्वचालित रूप से बदल देता है।
इसका सबसे बड़ा फायदा यह है कि मॉडलिंग की पुनरुत्पादकता की सीमा को बढ़ाने और बड़े आकार की मॉडलिंग की गति को बढ़ाने के लिए नोजल के व्यास को स्वतंत्र रूप से बदला जा सकता है।

3D 1
▲ मध्यम आकार का ड्रोन फ्रेम (सहायक सामग्री सहित)
3D 2
▲ मध्यम आकार का ड्रोन फ्रेम
3D वीडियो गेम डाउनलोड करें
▲उपकरण के पुर्जे

3D वीडियो टैग: 3D
▲ मानवाकार, चलने-फिरने वाला रोबोटिक हाथ
▲नोजल परिवर्तन द्वारा स्टैकिंग ऊंचाई परिवर्तनीय मोल्डिंग परीक्षण (द्वारा प्रदान किया गया: नागोयाकोउगेई कंपनी लिमिटेड)

पहली परत की विफलता दर में काफी कमी आई है!
3डी प्रिंटर के उपयोग की दर और उत्पादकता में सुधार हुआ है।

टच स्विच के उपयोग से निम्नलिखित प्रभाव उत्पन्न हुए हैं।

  • पहली परत में विफलता दर में उल्लेखनीय कमी आई है।
  • टच स्विच का उपयोग करके, 350 मिमी² से अधिक आकार के बड़े मॉडल बनाना, जो पहले केवल महंगे प्रिंटरों से ही संभव था, अब कम लागत और उच्च सटीकता के साथ संभव है। लागत पारंपरिक प्रिंटरों की तुलना में लगभग आधी हो गई है।
  • अब तेजी से मोल्डिंग करना संभव है। उत्पादन टेबल की सफाई और उपकरण को दोबारा गर्म करने जैसी सेटअप प्रक्रियाओं की संख्या, जिनमें शुरू से करने पर लगभग 10 से 20 मिनट लगते थे , में भारी कमी आई है।
  • नोजल और टेबल की ऊंचाई का समायोजन, जो पहले सप्ताह में एक बार किया जाता था, अब हर छह महीने में एक बार किया जाता है, जिससे स्थिर मॉडलिंग ऑब्जेक्ट बनाना संभव हो जाता है

3डी प्रिंटर निर्माता नागोयाकोउगेई का भविष्य का दृष्टिकोण

हम एक ऐसी "मशीन टूल" बनाना चाहते हैं जिसका बड़े पैमाने पर उत्पादन किया जा सके, न कि एक 3D प्रिंटर जो प्रोटोटाइप बनाता हो।

प्रश्न: 3डी प्रिंटर के भविष्य के विकास के लिए आपकी क्या परिकल्पना है?

名古屋工芸 岡田AM 事業部長 脇本技術責任者
▲ (बाएं) ओकाडा एएम डिवीजन के महाप्रबंधक / (दाएं) वाकिमोतो के तकनीकी निदेशक

नागयाकोउगेई के तकनीकी निदेशक, वाकिमोतो:
हम एक ऐसी आदर्श मशीन टूल बनाना चाहते हैं जो न केवल विनिर्माण उद्योग, बल्कि खाद्य, चिकित्सा, कृषि, सेवा और कई अन्य उद्योगों की आवश्यकताओं को पूरा करने वाले उपकरणों से सुसज्जित हो। यही "सेनजू" अवधारणा के पीछे का विचार है, जिसका अर्थ है हजार हाथ।

अब हमारे पास आश्चर्यजनक रूप से बड़ी कंपनियां संपर्क कर रही हैं, और कभी-कभी हमारे कारखाने में इतने अधिक लोग आते हैं कि हम उन सभी को अंदर नहीं रख पाते हैं।
मुझे समाज में 3डी प्रिंटर के प्रति प्रबल रुचि महसूस हो रही है।

मैं जापान में बने 3डी प्रिंटरों के माध्यम से जापान को एक तकनीकी महाशक्ति के रूप में पुनर्स्थापित करने में योगदान देना चाहता हूं।

नागोयाकोउगेई के महाप्रबंधक, ओकाडा एएम डिवीजन
बाजार को देखते हुए, 3डी प्रिंटर ज्यादातर विदेशी उत्पाद हैं।
फिलहाल, कुछ ही जापानी निर्माताओं के ऐसे उपकरण उपलब्ध हैं जिन पर भरोसे के साथ भरोसा किया जा सकता है, जिनमें सहायता भी शामिल है।
हमने इस स्थिति को चुनौती देने की इच्छा के साथ विकास कार्य शुरू किया।
यदि जापान में निर्मित कोई 3डी प्रिंटर जापान के रचनात्मक उद्योग को बढ़ावा दे सकता है, तो जापानी विनिर्माण पहले से कहीं अधिक मौलिकता और उन्नत प्रौद्योगिकी को बनाए रख सकता है।
हम जापान के विनिर्माण उद्योग में योगदान देने के लक्ष्य के साथ, और भी बेहतर प्रदर्शन और गुणवत्ता के लिए प्रयास करना जारी रखेंगे।

हमें आशा है कि मेट्रोल सेंसर्स नागोया कोगेई की निरंतर वृद्धि और विकास में सहायक सिद्ध होंगे। बहुत-बहुत धन्यवाद।

यह साक्षात्कार नागोयाकोउगेई कंपनी लिमिटेड द्वारा प्रायोजित है।

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