Як роботизована технологія WAAM підвищує гнучкість виробництва?

Основи роботизованої WAAM: точність, адаптивність та керування в реальному часі

MetalXL та замкнене термальне регулювання

За допомогою MetalXL програмне забезпечення для роботизованого адитивного виробництва дуговим наплавленням проволокою (WAAM) може змінювати параметри зварювання під час процесу зварювання, забезпечуючи реальний час коригування процесу металевого наплавлення. У поєднанні з термокеруванням у замкненому циклі система компенсує накопичення тепла та контролює вхідні параметри, зменшуючи теплове накопичення під час процесу наплавлення. Ця система з замкненим циклом може запобігти геометричному зсуву, який зазвичай призводить до відхилень до ±0,5 мм у застосуваннях, що вимагають високої надійності. Такий узгоджений контроль зберігає металургійну цілісність виробу й одночасно дозволяє створювати складні багатошарові конструкції.

Планування руху та оптимізація траєкторії для геометрично складних об’єктів у роботизованому WAAM

Продвинуті алгоритми планування в MetalXL враховують фізику процесу нанесення матеріалу та геометрію деталі разом із кінематичними обмеженнями роботизованої маніпуляторної руки. У ньому використовується алгоритм оптимізації траєкторії й руху, що скорочує час руху, забезпечуючи при цьому рівномірний розподіл зварних швів та формування шарів. Продвинуті алгоритми застосовують інтерполяцію для заповнення контурів, порожнин, консольних елементів та складних органічних форм без необхідності ручного перепрограмування. Ця система дозволяє створювати геометрії, які неможливо виготовити за допомогою традиційних методів лиття, кування або зняття матеріалу.

Роботизований WAAM та майбутнє швидкого прототипування для ядерної та авіакосмічної промисловості

Роботизована рука WAAAM може створювати складні прототипи за вимогою, уникнувши багатотижневих строків виготовлення, які зазвичай виникають при литті або куванні. Це значно скорочує тривалість виробничого циклу шляхом виготовлення інструментів та компонентів у майже остаточній формі, після чого їх можна піддавати автоклавуванню. Технологія WAAM може використовуватися в аерокосмічній галузі для створення вакуум-щільного інструментарію у майже остаточній формі. Те саме можна зробити й для ядерних компонентів — наприклад, безпосередньо виготовлювати робочі колеса з цифрової моделі, щоб уникнути відходів. Один із провідних космічних агентств використав технологію WAAM для виготовлення деталей ракетних двигунів дешевше й швидше, ніж традиційними методами. Технологія WAAM є чудовим інструментом для модернізації старіючих ядерних систем та проектування наступного покоління більш потужних аерокосмічних систем. Вона дозволяє створювати кілька більш складних конструкцій і скорочує час та витрати на виробництво.

Скорочення строків поставки та географічно розподілене виробництво завдяки модульній роботизованій технології WAAM

WAAM використовувала менші модульні одиниці, щоб дозволити децентралізувати виробництво та скоротити глобальну ланцюжок поставок. Це дозволяє уникнути відправки великих важких відливків по всьому світу і зробити виробництво ближче до кінцевих користувачів. Ця система була перевірена з великим успіхом для великого оборонного підрядника, який був в змозі виробляти компоненти для своїх бронемашин у момент потреби, що призвело до величезного скорочення часу виконання. Ці модульні роботизовані системи WAAM вимагають дуже мало інструментів для роботи і можуть бути швидко переставлені на іншу роботу за кілька годин. Це відмінне поєднання можливостей дозволяє користувачам швидко виробляти невеликі обсяги і аварійні частини, а також прототипи. Технологія WAAM дозволяє меншим постачальникам отримати доступ до великих виробничих систем, що зміцнює технологію та промислові можливості в енергетичному, аерокосмічному та військовому секторах.

Здатність розробки та життєвого циклу покращена за допомогою роботизованої WAAM

Складні геометричні структури, функціонально розрізнені структури та процес ремонту

Використання роботизованої WAAM означає, що конструкції більше не повинні обмежуватися використанням форм і штампів. Таким чином, конструкції тепер можуть бути набагато складнішими і можуть бути оптимізовані через топологію, разом з органічними структурами. Крім того, роботизована WAAM також здатна створювати функціонально класифіковані структури, в яких композиція, мікроструктура або орієнтація зерна можуть бути досягнуті в дискретних шарах по всьому матеріалу. Регіональні механічні та теплові характеристики можуть бути змінені цим класифікацією. Ремонт в процесі також можливий з роботизованим WAAM, в якому компоненти, які можуть імплодизувати, такі як лопатки турбіни, тепер можуть бути закріплені шляхом додавання більше матеріалу до існуючої структури, яка потім може бути оброблена, щоб відповідати оригінальній формі. Роботизований WAAM може поліпшити термін служби цих компонентів, а через зменшення необхідності заміни компонентів, роботизований WAAM допомагає продовжити термін служби.

Інтелектуальна автоматика: моніторинг, виявлення аномалій та прогнозний контроль в робототехніці WAAM

Використання роботизованої WAAM, інтегрованої з інтелектуальною автоматизацією, для забезпечення підвищеної надійності та послідовності, має велике значення. Моніторинг в реальному часі здатний виміряти теплову сигнатуру структури, геометрію гранул, стабільність дуги та динаміку плавильного басейну. Роботизована WAAM використовує штучний інтелект для проведення аналітики, яка здатна виявляти аномалії, такі як раннє утворення пористості, відсутність злиття та неправильне вирівняння шарів, і забезпечувати закриті корекції. Прогнозний контроль здатний визначати стан машини і може бути вимірений за допомогою побудованої телематики датчиків для визначення необхідності проведення технічного обслуговування. Завдяки цим методам втрата експлуатаційного часу через неплановане обслуговування була зменшена на 40%, а контроль якості може бути продовжений.

MaxQ та аналогічні платформи для забезпечення якості ІІ та прогнозної технічної підтримки

Інтегровані системи глибокого навчання відстежують параметри процесу та обладнання з роздільною здатністю й точністю, що перевершують людські можливості. MaxQ інтерпретує сигнатури датчиків і виконавчих пристроїв — теплові, акустичні та вібрації роботизованих шарнірів — порівнюючи їх із даними попередніх виробничих циклів, щоб передбачити дефекти навіть до їх виникнення. Аналіз вібраційних, теплових та акустичних сигнатур запобігає перегріву й деградації виконавчих пристроїв та підсистем, що забезпечує збільшення терміну експлуатації обладнання на 25–30 % та суттєве зменшення обсягу ручного контролю. MaxQ забезпечує контроль якості з високою точністю й відповідністю вимогам при мінімальних витратах.

Часто задані питання

Що таке роботизована WAAM?

Це один із методів передових технологій виробництва металевих виробів за допомогою роботизованих систем, що поєднує зварювання та процес адитивного виробництва дротово-дуговим методом (WAAM) на основі комп’ютерних CAD-моделей.

Який рівень точності забезпечує WIAM?

Точне керування забезпечується за допомогою замкнених систем термокерування під час осадження програмним забезпеченням MetalXL, які гнучко реагують на зміни та адаптації в режимі реального часу.

Чи може WAAM виготовляти складні форми?

Так, передові оптимізація траєкторії руху та планування руху дозволяють виготовляти складні форми, внутрішні порожнини та органічні форми, у тому числі виступи, без необхідності перегляду планів руху.

У яких галузях використовується роботизований WAAM?

Виробництво в авіаційно-космічній, ядерній та оборонній галузях отримує переваги завдяки інноваціям у швидкому та адаптивному виробництві, що забезпечує роботизований WAAM.

Як штучний інтелект впливає на WAAM?

Вплив MaxQ, який використовує глибоке навчання для продовження терміну експлуатації обладнання, моніторингу в режимі реального часу та прогнозування відмов під час процесів забезпечення якості в WAAM, є значним. MaxQ розширює можливості забезпечення якості та прогнозної технічної експлуатації.