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केस स्टडी
3डी प्रिंटर सटीकता में सुधार की कुंजी

यांत्रिक सटीकता में सुधार की एक सीमा होती है! उच्च सिंक्रनाइज़ेशन प्रदर्शन और कम कंपन वाला सर्वो सिस्टम क्या है?

3डी प्रिंटर निर्माता टी कंपनी (कर्मचारियों की संख्या: लगभग 500)

Problem

एक 3D प्रिंटर जो 3D CAD और 3D CG जैसे त्रि-आयामी डेटा से त्रि-आयामी ऑब्जेक्ट बनाता है। एक उपकरण के रूप में, जिससे "नए विनिर्माण के लिए संभावनाएं" प्रदान करने की उम्मीद है, इसके अनुप्रयोग विनिर्माण, वास्तुकला, चिकित्सा, शिक्षा और अत्याधुनिक अनुसंधान सहित विभिन्न क्षेत्रों में विस्तारित हो रहे हैं।

पेटेंट समाप्ति के कारण 3डी प्रिंटर बाज़ार का विस्तार हो रहा है

कंपनी टी, जो 3डी प्रिंटर का विकास और निर्माण करती है, बाजार विस्तार की प्रत्याशा में उच्च-स्तरीय 3डी प्रिंटर विकसित करने पर ध्यान केंद्रित कर रही है। डिज़ाइन विभाग के समूह नेता श्री यू कहते हैं:

“3डी प्रिंटर बाजार हाल के वर्षों में तेजी से बढ़ रहा है। 2009 में, एफडीएम (फ्यूज्ड डिपोजिशन मॉडलिंग)* के पेटेंट समाप्त हो गए, और 2014 में, एसएलएस (पाउडर सिंटरिंग)* के पेटेंट, जो हाई-एंड 3डी प्रिंटर में आम हैं, समाप्त हो गए। जैसे-जैसे समय सीमा समाप्त हो रही है, अधिक से अधिक निर्माता बाजार में प्रवेश कर रहे हैं।
संयुक्त राज्य अमेरिका में, 3डी प्रिंटर के अनुसंधान और विकास को बढ़ावा देने के लिए एक सब्सिडी कार्यक्रम स्थापित किया गया है, और इसी तरह का एक सब्सिडी कार्यक्रम यूरोप में स्थापित करने की योजना है। परिणामस्वरूप, भविष्य में बाजार के और अधिक विस्तार की उम्मीद है। ”

*एफडीएम (फ्यूज्ड डिपोजिशन मॉडलिंग): फ्यूज्ड डिपोजिशन मॉडलिंग विधि। उच्च तापमान पर राल को पिघलाकर और उसकी परत बनाकर त्रि-आयामी आकृतियाँ बनाई जाती हैं।
* एसएलएस (चयनात्मक लेजर सिंटरिंग): पाउडर सिंटरिंग विधि। लेजर इसे सिंटर करने के लिए राल या धातु पाउडर को विकिरणित करता है।

यांत्रिक सटीकता में सुधार करने की एक सीमा होती है! ? उच्च गुणवत्ता मॉडलिंग प्राप्त करने के लिए एक सर्वो प्रणाली की आवश्यकता होती है!

चूंकि यह उत्पादों के लिए प्रोटोटाइप और मूल्यांकन प्रक्रिया को काफी कम कर सकता है, कंपनी टी एक 3डी प्रिंटर के विकास पर काम कर रही है जो उपयोगकर्ताओं के लिए विकास की अवधि को कम करता है और बढ़ती प्रतिस्पर्धात्मकता में योगदान देता है।

"कड़ी प्रतिस्पर्धा से बचने के लिए, हमें और भी अधिक परिशुद्धता वाला 3D प्रिंटर विकसित करने की आवश्यकता थी। 3D प्रिंटर की परिशुद्धता XY अक्षों की सुचारू गति और नोजल के खुलने और बंद होने के सिंक्रनाइज़ेशन से आती है। हमने सुधार करने का प्रयास किया था पीएलसी और पल्स ट्रेन I/O के साथ एक सर्वो प्रणाली को कॉन्फ़िगर करके यांत्रिक सटीकता, लेकिन सटीक, उच्च-गुणवत्ता मॉडलिंग प्राप्त करने के लिए हम अपनी सीमा तक पहुंच गए थे, हम प्रत्येक एक्स के लिए एक एक्चुएटर के बजाय एक गैन्ट्री संरचना का उपयोग करने पर विचार कर रहे थे और वाई अक्ष, लेकिन ऐसा करने के लिए, हमें पहले की तुलना में बेहतर सिंक्रनाइज़ेशन प्रदर्शन और कम कंपन के साथ एक सर्वो प्रणाली की आवश्यकता थी।'' (श्री यू)

बढ़ती गति के साथ भी समस्याएं थीं।
"हम मुद्रण गति बढ़ाकर चक्र समय को कम करना चाहते थे। हालाँकि, यदि हम केवल गति बढ़ाने की कोशिश करते, तो गति तेज और धीमी होने पर कंपन होता। हम मुद्रण गुणवत्ता को कम करने का जोखिम नहीं उठा सकते। मैं नहीं जा सकता।
इसके अलावा, खुद को अन्य कंपनियों से अलग करने के लिए, हम मौजूदा मॉडल के आकार को बदले बिना प्रिंटिंग स्पेस बढ़ाना चाहते थे। (श्री यू)

कम समय में उच्च-गुणवत्ता, उच्च-घनत्व और उच्च-परिभाषा मॉडलिंग कैसे प्राप्त करें, इसमें कई चुनौतियाँ थीं।

कार्यभार
  • सटीक 3डी प्रिंटर बनाने के लिए, उच्च सिंक्रनाइज़ेशन और कम कंपन वाले एक सर्वो सिस्टम की आवश्यकता होती है।
  • आप मुद्रण गति में सुधार करना और चक्र समय को कम करना चाहते हैं।
  • मैं मौजूदा मॉडल से उपकरण का आकार बदले बिना मुद्रण स्थान बढ़ाना चाहता हूं।

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Solution

उच्च गति संचार ईथरकैट के साथ सटीकता में 30% सुधार हुआ! छोटी ड्राइव इकाई के कारण 15% अधिक मुद्रण स्थान!

श्री यू ने इन मुद्दों के समाधान के लिए एक प्रदर्शनी में सान्यो डेन्की कंपनी लिमिटेड परामर्श किया। एक सान्यो डेन्की कंपनी लिमिटेड बिक्री प्रतिनिधि ने बाद में कंपनी टी का दौरा किया और विस्तृत आवश्यकताओं की पुष्टि की, और ईथरकैट इंटरफ़ेस से सुसज्जित एसी सर्वो सिस्टम" SANMOTION R एडवांस्ड मॉडल" का प्रस्ताव रखा।

"आपके द्वारा प्रस्तावित एसी सर्वो सिस्टम एक खुला नेटवर्क ईथरकैट संचार विनिर्देश था। ईथरकैट का संचार चक्र अधिकतम 0.125 मिसे के साथ उच्च गति संचार है, इसलिए स्थिति कमांड को छोटे टुकड़ों में विभाजित किया जाता है, जिससे डिवाइस सुचारू रूप से संचालित होता है। इसके अलावा, स्थिति प्रतिक्रिया सिंक्रोनाइज़ेशन फ़ंक्शन मल्टी-एक्सिस सिंक्रोनाइज़ेशन की नियंत्रणीयता में सुधार करता है, जर्क प्रोफ़ाइल फ़ंक्शन त्वरण, मंदी और रुकने के दौरान कंपन को कम करता है, और कार्य समय में सुधार करता है।

कंपनी टी ने तुरंत एक वास्तविक मशीन का उपयोग करके इसका मूल्यांकन करने का निर्णय लिया।
"मूल्यांकन करने के बाद, हम हेड यूनिट की सटीकता में 30% सुधार करने में सफल रहे। हमें विश्वास था कि हम हाई-स्पीड, हाई-डेफिनिशन मॉडलिंग हासिल कर सकते हैं। इसके अलावा, चूंकि ड्राइविंग हिस्सा मौजूदा मॉडल से छोटा था, इसलिए हम मशीन के समान आकार के साथ मुद्रण स्थान को 15% तक बढ़ाने में सफल रहा।'' (श्री यू)

श्री यू भविष्य के विकास के बारे में भी बात करते हैं।
``ईथरकैट संचार की ट्रांसमिशन गति और कनेक्शन विधियों के लचीलेपन के कारण, हम एक ऐसा मॉडल विकसित करने पर विचार कर रहे हैं जो एक मास्टर नियंत्रक के साथ कई 3डी प्रिंटर से जुड़ सकता है और एक ही समय में विभिन्न भागों को प्रिंट कर सकता है, यदि भविष्य में ग्राहक की आवश्यकता होती है। ''हालांकि इस बार हमने जो मॉडल विकसित किया है वह एक टॉप-एंड मॉडल है, बाजार में व्यक्तिगत उपयोग भी बढ़ रहा है। सान्यो सान्यो डेन्की कंपनी लिमिटेड में एक बंद-लूप स्टेपिंग सिस्टम और DC48V है जो हाई-एंड मॉडल के लिए आदर्श हैं जिन्हें हम विकसित करने की योजना बना रहे हैं। भविष्य में मुझे बताया गया कि उनके पास विभिन्न प्रकार के इनपुट एसी सर्वो सिस्टम आदि हैं। मैं सान्यो डेन्की कंपनी लिमिटेड के भविष्य के प्रस्तावों की प्रतीक्षा कर रहा हूं।"

प्रभाव
  • ओपन नेटवर्क EtherCAT का उच्च सिंक्रनाइज़ेशन प्रदर्शन सुचारू संचालन सुनिश्चित करता है और सटीकता में 30% सुधार करता है।
  • जर्क प्रोफ़ाइल फ़ंक्शन त्वरण, मंदी और रुकने के दौरान कंपन को कम करता है। कार्य समय को कम करने का लक्ष्य हासिल किया गया।
  • वर्तमान मॉडल की तुलना में, डिवाइस का आकार बदले बिना मोल्डिंग स्थान 15% बढ़ जाता है।

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