زنجیره فرآیندهای پایدار برای ساخت ابزارهای انعطاف‌پذیر و هوشمند

4 آوریل 2023 – توسط Fraunhofer IST=ابزار پوشش داده شده با الماس CVD. اعتبار: Fraunhofer IST

اعم از حفاری، تراشکاری یا فرزکاری: در ماشین‌کاری – و همچنین در شکل‌دهی اولیه و شکل‌دهی مجدد، ریخته‌گری با قالب و بسیاری از کاربردهای دیگر – ابزارها برای تولید صنعتی اهمیت اساسی دارند. عملکرد آنها به طور قابل توجهی بر کیفیت و هزینه محصول تولید شده و در نتیجه پایداری اقتصادی و زیست محیطی فرآیند تولید تأثیر می گذارد.

یکی از اهداف کار در موسسه Fraunhofer برای مهندسی سطح و لایه‌های نازک IST در براونشوایگ، توسعه ابزارهای انعطاف‌پذیر و هوشمند تحت الزامات پایداری است.

بنابراین، محققان کل زنجیره فرآیند را در نظر می‌گیرند – از طراحی ابزار و خصوصیات مواد، از طریق پیش تصفیه، تمیز کردن، و پردازش سطحی و پوشش‌های سفارشی‌شده، تا آزمایش و کاربرد.

کلید ساخت ابزارهای انعطاف پذیر با تکنولوژی بالا که ارزش افزوده و عملکرد اقتصادی خود را حتی تحت بالاترین تنش ها حفظ می کنند، ساخت ابزار بهینه است. این امر شامل انتخاب مواد و طراحی می شود، بنابراین هندسه و توپوگرافی و همچنین استفاده از عملیات حرارتی و پوشش های مناسب را در نظر می گیرد.

در Fraunhofer IST، بهینه‌سازی‌ها در فرآیند تولید در کل زنجیره فرآیند بررسی می‌شوند. این فرآیند با تجزیه و تحلیل یا خصوصیات موادی که قرار است ماشین کاری شوند و طراحی بهینه ابزار، که شامل انتخاب یک پوشش مناسب نیز می شود، آغاز می شود.

فرآیند تولید واقعی ابزارها با ساخت بدنه اصلی آغاز می شود. پس از پیش درمان، به عنوان مثال. حکاکی، سندبلاست و تمیز کردن، تمرکز بر روی طراحی بهینه سطح است. بسته به ابزار و کاربرد مورد نظر آن، برای مثال، می‌تواند با استفاده از عملیات انتشار پلاسما یا یک پوشش سفارشی سخت شود.

علاوه بر دسترسی به طیف گسترده ای از فناوری ها و تجهیزات صنعتی، کارشناسان Fraunhofer IST می توانند از سال ها تجربه و دانش کاربر استفاده کنند و به عنوان مثال، ویژگی های اصطکاک و سایش را به طور خاص تنظیم کرده و عمر ابزار را بهینه کنند. . به منظور بهره‌برداری از تمام پتانسیل‌های بازده از نظر مصرف انرژی و منابع، پوشش‌های عملکردی تریبولوژیکی را با فناوری حسگر لایه نازک در صورت لزوم ترکیب می‌کنند.

لایه‌های بسیار نازک حسگر، مستقیماً در مناطق تنش اصلی ابزار، امکان ثبت داده‌های مربوط به فرآیند مانند فشار، دما یا سایش را فراهم می‌کنند. بنابراین، این ابزارهای به اصطلاح هوشمند، پیش نیازهای دیجیتالی کردن فرآیندها و زنجیره‌های فرآیندی را کامل می‌کنند و علاوه بر این، طیف متنوعی از رویکردها را برای بهینه‌سازی تولید از نظر کیفیت، ایمنی، بهره‌وری و انعطاف‌پذیری ارائه می‌دهند.

مرحله نهایی در زنجیره فرآیند، آزمایش و تضمین کیفیت ابزارها است. برای ارزیابی پایداری اقدامات مختلف، تحلیل‌های چرخه عمر مرتبط با توسعه LCA، LCC در موسسه انجام می‌شود.

استفاده از ابزارهای انعطاف‌پذیر و هوشمند در ارتباط با زنجیره فرآیند دیجیتال، پتانسیل عمده‌ای را برای تولید ایمن، کارآمد، انعطاف‌پذیر و پایدار ارائه می‌دهد و بنابراین می‌تواند سهمی در افزایش رقابت‌پذیری آلمان و تضمین موقعیت آن به‌عنوان محل تولید داشته باشد.