ҚЫСҚАША

Құю технологиясындағы соңғы жаңалықтар өндірістік ландшафтты қайта пішіндеуде. Негізгі жаңартулар зәкі технологиялардың (AI) және Өнеркәсіптік Интернетінің (IIoT), жоғары өнімді жеңіл қорытпалардың дамуы мен күрделі құрал-жабдықтар үшін 3D баспа қолданылуына байланысты. Кеңінен таралған автоматтандыру және тұрақтылыққа арту көңіл бөлу де тиімділік, сапа және қоршаған ортаны қорғау саласында маңызды жетістіктерге әкелуде, дәлдік өндірістің жаңа дәуірін бастады.

Дамымақшы материалдар: Жоғары өнімді қорытпалар шағы

Кез-келген жоғары сапалы құю бөлшегінің негізі оның жасалған материалдары болып табылады, сонымен қатар материалдар саласында ең қызықты жаңалықтар пайда болуда. Саланың дәстүрлі металдардан шығып, әсіресе автомобиль және әуе-космостық салалардағы заманауи қолданбалардың қатаң талаптарын қанағаттандыру үшін арналған жоғары өнімді қорытпалар мен композиттердің келесі ұрпағына қарай ілгерілеу үстінде. Бұл материалдар құю процесінің мүмкіндіктерін асыра отырып, жоғары беріктік, салмақтың азаюы және жылулық қасиеттердің жақсаруы үшін құрастырылған.

Бұл бағытта алдыңғы қатарда күрделі мырыш пен магний қорытпалары бар. Оларды өндіру саласындағы мамандар толықтай түсіндіреді Raga Group , жаңа алюминий нұсқалары өте жақсы салмаққа шыдамдылық қатынасын және жоғарылатылған коррозияға төзімділікті ұсынады. Бұл отынның пайдалы әсерін арттыру және электр көліктерінің (EV) қозғалыс қашықтығын ұзарту мақсатында автомобиль өнеркәсібінің жеңілденуге ұмтылуы үшін маңызды. Шынында да, көлік салмағының 10% азайтуы отынның пайдалы әсерін 6-8% арттырады, бұл материалдардың жаңашылдығы есебінен қол жеткізілетін елеулі табыс. Магний қорытпалары одан да үлкен салмақтық үнемдеу мүмкіндігін береді және әр граммның маңызы бар компоненттер үшін идеалды болып табылады.

Монолиттік қорытпалардан тыс, композиттік материалдар құюдағы жаңа бағыт болып табылады. Бұл материалдар металлдың беріктігін басқа элементтердің жеңілдігімен ұштастырып, мықты да өте жеңіл бөлшектер алуға мүмкіндік береді. Бұл арнайы механикалық жүктемелер мен жағдайларға дайындалған қасиеттерге ие бөлшектерді шығаруға мүмкіндік береді. Жоғары технологиялық салаларда күрделі бөлшектерге деген қажеттілікке жауап ретінде осы материалдар дамытылуда.

Осы өзгерісті жақсырақ түсіну үшін жаңа материалдардың қасиеттерін дәстүрлі нұсқалармен салыстырыңыз:

• Жетілдірілген алюминий қорытпалары: Беріктік, төменгі тығыздық және жоғары жылу өткізгіштіктің тепе-теңдігін ұсынады. Олар двигатель блоктары, трансмиссия корпусы мен электромобилдердің конструкциялық элементтері үшін барынша пайдаланылады.
• Жоғары өнімді магний қорытпалары: Құйылатын металлдар арасында ең жақсы салмақ-беріктік қатынасын ұсынады, сондықтан әуежаңға және зиянкестік автомобильдердің бөлшектері үшін идеалды нұсқа болып табылады.
• Металл матрицалы композиттер (MMCs): Бұл материалдар керамикалық бөлшектер немесе талшықтарды метал сплавына енгізеді, салмақты мәнді арттырмай-ақ қаттылық пен тозуға қарсы төзімділікті радикалды арттырады.

Цифрландыру және Ақылды Өндіріс (Industry 4.0)

Цифрлық технологиялардың интеграциялануы, жиі Industry 4.0 деп аталады, дербес машиналар жинағынан байланысқан, ақылды экожүйеге дейінгі зауыт алаңын түрлендіруді қамтиды. Қалыпта құю технологиясындағы жетістіктер осы тенденцияның әсерінен қалыптасады, онда ақылды өндіріс принциптері бақылаудың, әсер етушіліктің және сапаны қамтамасыз етудің бұрын-соңды болмаған деңгейлерін қамтамасыз етеді. Бұл цифрлық революция Өнеркәсіптік Интернеті (IIoT), жасанды интеллект (AI) және Цифрлық Егіз (Digital Twin) технологиясы арқылы қамтамасыз етіледі.

Бұл түрлендірудің негізінде нақты уақыт режиміндегі деректер тұр. Түсіндіргендей, Shibaura Machine дөңгелек құю машиналарына ендірілген IIoT датчиктері температура, қысым және цикл уақыты сияқты маңызды параметрлерді бақылайды. Бұл деректер нақты уақытта талданып, процестерді оптимизациялау, техникалық қызмет көрсетудің қажеттілігін болжау және ақауларды алдын ала болдырмау үшін пайдаланылады. Мысалы, YIZUMI-дің ORCA Басқару Жүйесі адам-машина интерфейсін (HMI) және күрделі алгоритмдерді пайдаланып, құю процесін дәл және автоматтандырылған түрде басқарады. Мұндай бақылау деңгейі елеулі жақсаруларға әкеледі; кейбір зерттеулер бойынша, ақылды технологиялар ақауларды 40% дейін азайтуға мүмкіндік береді.

Тағы бір ойынды өзгертетін инновация — нақты уақыттағы тұйық циклды инъекция жүйелерін қолдану. Дәстүрлі дөңгелек құюда болжау элементі болатын, бірақ қазіргі заманғы жүйелер, мысалы YIZUMI , шайқау кезінде инъекциялау жылдамдығы мен қысымды үздіксіз бақылап отырыңыз және реттеңіз. Бұл әрбір бөлшектің оптималды жағдайларда жасалуын қамтамасыз етіп, ерекше тұрақтылық пен сапаны қол жеткізеді. Digital Twin технологиясы физикалық құю процесінің виртуалды көшірмесін жасау арқылы оны одан әрі жетілдіреді, бұл инженерлерге материалдар мен машина уақытын жұмсамай-ақ операцияларды модельдеуге және жетілдіруге мүмкіндік береді.

Ақылды матрицалық құюға көшуін қалайтын өндірушілер үшін интеграция процесі іске асырылатын қадамдарға бөлінуі мүмкін:

1. Сенсорларды интеграциялау: Температура, тербеліс және қысым сияқты негізгі жұмыс көрсеткіштерін тіркеу үшін бар машиналарды IIoT сенсорларымен жабдықтаудан бастаңыз.
2. Мағлұматтың байланыстығы: Барлық байланысқан машиналардан деректерді жинау және орталықтандыру үшін қауіпсіз желі құрыңыз.
3. Талдау және визуализация: Келіп түскен деректерді талдау, даму бағыттарын анықтау және операторлар мен басқарушылар үшін интуитивті панельдер арқылы түсінікті ету үшін бағдарламалық жасақтаманы енгізіңіз.
4. Процесті автоматтандыру: Алу және инъекция параметрлерін өзгерту немесе алдын ала техникалық қызмет көрсету тапсырмаларын жоспарлау сияқты түзетулерді автоматтандыру үшін алынған енгізулерді пайдаланыңыз.
5. Жасанды интеллект және машиналық оқыту: Дамыған сатыларда деректерден үнемі оқып, бүкіл өндіріс сызығын шыңдық өнімділікке ие болу үшін белсенді түрде оптимизациялау мақсатында ЖИ алгоритмдерін енгізіңіз.

Құрал-жабдық пен автоматтандыру саласындағы жаңашылықтар

Цифрлық жүйелер матрицалық құюдың 'миын' оптимизациялайды, ал оның физикалық 'денесіне' — яғни құрал-жабдық пен машиналарға да маңызды жетістіктерге жетілуде. Әсіресе қосымша өндіріс (3D басып шығару) арқылы автоматтандыру мен құрал-жабдық саласындағы жаңашылықтар процесті бұрынғыдан да тезірек, қауіпсіз және күрделі геометриялық пішіндерді өндіруге мүмкіндік беретін деңгейге көтеруде. Бұл физикалық жетістіктер цифрлық басқарумен үйлесімді жұмыс істей отырып, жалпы операциялық үздіксіздікті көтереді.

Ең көп таратылған құрал-жабдық инновациялардың бірі — қалыптар, матрицалар және салынбалар жасау үшін металл 3D басып шығаруды қолдану. Дәстүрлі түрде күрделі құрал-жабдықтарды өндіру уақытқа тәуелді және қымбат болып саналатын процесс болып табылады. Қосымша өндіріс қалып ішіндегі бұрын мүмкін емес болған күрделі суыту каналдары мен сәйкес келетін суыту конструкцияларын жедел жасауға мүмкіндік береді. Бұл жақсырақ жылулық басқаруға, цикл уақытының қысқаруына және бөлшектердің сапасының артуына әкеледі. Талдауға сәйкес Frigate.ai 3D басып шығаруды енгізу өндіріс шығындарын 70%-ға дейін азайтып, әлдеқайда 80% қысқартуға мүмкіндік береді.

Құрал-жабдықтармен қатар, автоматтандыру да көзге түсетін құю процесін түбірінен өзгертуде. Роботтар қазір жиі қолданылады, мысалы, балқытылған металды құю, дайын бөлшектерді шығару және қалыпты майлау сияқты қиын да қауіпті операцияларда. Бұл тек қана жұмысшылардың қауіпсіздігін ғана емес, сонымен қатар үйлесімділікті және жылдамдықты арттырады. Автоматтандырылған қалып алмастыру жүйелері өндірістік циклдар арасындағы тоқтап тұру уақытын одан әрі қысқартып, машиналардың жұмыс істеу уақытын максималдандырады. Жоғары өнімділікке ие, дәлме-дәл инженерлік шешімдерге негізделген бөлшектерге деген осындай назар алдыңғы қатарлы өндірісте кең таралған бағыт болып табылады және оған қатысты салаларды да қамтиды. Мысалы, автомобиль саласындағы ұсталып дайындалатын бөлшектерге маманданған компаниялар Shaoyi (Ningbo) Metal Technology , дәлме-дәл инженерлік және берік материалдар ғылымының ұқсас принциптерін қолданып, маңызды компоненттерді шығарады, бұл сапа мен өнімділікке деген өнеркәсіптің жалпы ұмтылысын көрсетеді.

Автоматтандырудың рөлін нақтылау үшін, автоматтандыруға ыңғайлы тапсырмалар мен әлі де адамдардың біліктілігін қажет ететін тапсырмалардың салыстырмасын қарастырайық:

Тұрақтылық және процесті оптимизациялау

Әлемдік экологиялық мүңіздер мен энергия құнының өсуіне жауап ретінде тұрақтылық матрицалық құю технологиясында инновациялардың негізгі бағытына айналды. Өндірушілер қоршаған ортаға тигізетін әсерін азайтып қана қоймай, сонымен қатар құнын төмендетіп және жұмыс істеу тиімділігін арттыратын көкілдір практикаларды барынша қолдануда. Бұл жетістіктерге энергияны үнемдейтін жабдықтар, қайта өңделген материалдарды пайдалану және қалдықтарды азайтатын процесс жетілдірулері жатады.

Негізгі назар энергия тұтынуды азайтуға аударылған. Қазіргі заманғы матрицалық құю машиналары сервожетекті гидравликалық сорғылар сияқты энергия үнемдеу мүмкіндіктерімен жасалынуда. Бұл жүйелер үнемі жұмыс істейтін ескі үлгілердің керісінше, машина қозғалыста болған кезде ғана электр энергиясын тұтынады. Мысалы, YIZUMI-дің Yi-Drive сорғы блогы энергия тұтынуды 40% дейін азайтуы мүмкін, бұл операциялық шығындарды тікелей төмендететін елеулі жақсару болып табылады. Тиімділікке ынталандыру өндірістік саланың жауапкершілікпен өндіруге берген борышын көрсетеді.

Тұрақты құюдың тағы бір маңызды аспектісі — материалды оптимизациялау. Қайта өңделген алюминийді пайдалану ерекше тиімді, себебі оны шикі таспалдан алынатын бастапқы алюминийге қарағанда 95% дейін аз энергия қажет етеді. Сонымен қатар, аталған runner-less құю жүйелері сияқты инновациялар ASME материалдардың қалдығын тікелей шешеді. Металдың балқыған күйін қалыптау ойығына жеткізетөн каналдар — литниктерге деген қажеттілікті жою арқылы бұл жүйелер қайта балқыту үшін қажет болатын қалдық материал көлемін радикалды төмендетеді, энергия мен ресурстарды үнемдейді.

Қоршаған ортаны қорғау сапасын арттыруды мақсат етіп қойған кәсіпорындар мынадай практикалық шаралар қабылдауы мүмкін:

• Энергияны үнемдейтін жабдықтарға ауысыңыз: Электр энергиясының пайдалануын азайту үшін сервожинақтар немесе басқа энергияны үнемдейтін технологиялармен жабдықталған машиналарға инвестиция салыңыз.
• Қалдықтарды қайта өңдеу бағдарламасын енгізіңіз: Үзінділер, литниктер және қабылданбай қалған бөлшектерді тікелей өндіріс алаңында қайта балқытып, қайта пайдалану үшін тұйық циклды жүйені құрыңыз.
• Жылу режимін оптимизациялау: Жылу жоғалуын азайту және құю жағдайын ұстау үшін қажетті энергияны төмендету үшін алдыңғы қатардағы қалып температурасын реттеу құрылғылары мен жылу оқшаулауын қолданыңыз.
• Сусыз смазкаларды қолдану: Су тұтынуын азайтатын және өндірістегі су қалдықтарын тазарту қажеттілігін жоятын заманауи қалып майлау материалдарын зерттеңіз.
• Кезең-кезеңімен энергияны тиімді пайдалану бойынша тексеру жүргізіңіз: Қысылған ауа сорғыларынан бастап, тиімсіз жарықтандыруға дейінгі энергия шығынының орындарын анықтау үшін бүкіл құрылғыны кезең-кезеңімен бағалаңыз.

Болашақтағы өндірістің бағытын белгілеу

Құйманың дамуы тек қана кішігірім жақсартулардан гөрі, ақылдырақ, тезірек және тұрақты дамуға бағытталған негізгі өзгерістерді көрсетеді. Заманауи құймалардың молекулалық деңгейінен бастап Өнеркәсіп 4.0-дің кәсіпорын масштабындағы интеллектіне дейін процестің әрбір жағы жоғары өнімділікке ие болу үшін оптимизациялануда. Бұл жаңалықтар жекелеген даму бағыттары емес, әрі өзара байланысты үдерістер, олар өндірушілерге үлкен дәлдікпен күрделі, жоғары сапалы бөлшектерді өндіруге мүмкіндік береді.

3D-баспаның құралдарға қосылуы, нақты уақытпен инжекция басқарудың дәлдігі және автоматтандырудың аянбай тұрақтылығы мүмкін нәрселердің жаңа өлшемдерін белгілейді. Автомобиль және әуе кемелері сияқты салалар жеңіл, мықты және күрделі бөлшектерді талап етуді жалғастыра бергендіктен, қалыпқа салу саласы бұл қиындықты жеңуге жақсы жабдықталған. Бұл технологиялық жетістіктерді қолдана отырып, компаниялар өздерінің бәсекеге қабілеттілігін арттыра ғана емес, сонымен қатар, жауапкершілікке ие және ресурстарды тиімді пайдаланатын өнеркәсіптік болашаққа ықпал ете алады.

Жиі қойылатын сұрақтар

1. жасыл және Кастингтің болашағы қандай?

Құюдың болашағы технология мен сандықтандыру арқылы қалыптасуда. Жасанды интеллект, машиналық оқыту және нақты уақытта процесті талдау сияқты инновациялар құю процесін тезірек, дәлірек және тиімдірек етіп жатыр. Сонымен қатар электрлік көліктер мен әуе-космостық сияқты салалардың талаптарын қанағаттандыру және экологиялық әсерді азайту мақсатында алдыңғы қатарлы жеңіл материалдарды әзірлеуге және экологиялық таза өндірісті енгізуге ерекше назар аударылуда.

2. Құю зауыттарындағы жаңа технологиялар қандай?

Құю өнеркәсібіндегі жаңа технологиялар автоматтандыру мен ақылды өндіріске бағытталған. Негізгі жетістіктерге қауіпті немесе қайталанатын жұмыстар үшін робототехниканың кеңінен қолданылуы, нақты уақытта деректерді бақылау үшін IIoT-датчиктерді (ақылды құю) интеграциялау, болжаушы техникалық қызмет көрсету мен процесті оптимизациялау үшін жасанды интеллект пен машиналық оқытуды қолдану жатады. Сонымен қатар, күрделі қалып бөлшектерін жасау және тез прототиптеу үшін 3D баспа қолданылуда.

3. Құйманың болашағы қандай?

Құйманың болашағы материалдар, процестер және сандық технологиялар саласындағы инновациялар арқылы анықталады. Өнеркәсіп жоғары дәлдікке, әлдеқайда жоғары тиімділікке және экологиялық жауапкершілікті арттыруға ұмтылуда. Негізгі бағыттарға жетілдірілген алюминий мен магний қорытпаларын қолдану, процесс басқару үшін «Индустрия 4.0» ақылды технологияларын енгізу және автоматтандыруды кеңейту жатады. Бұл жаңартулар әртүрлі күрделі және жоғары сапалы қосалқы бөлшектерді өндіруді мүмкінді етеді.