Последние годы в сфере изготовление металлоконструкций заметен технологический прорыв, связанный с использованием инновационных технологий. Внедрение в производство искусственного интеллекта, машинного обучения, 3D-печати, систем автоматизации и других решений помогает увеличить производительность, вывести на новый уровень характеристики изделий.
Роботизированная сварка
Технология обеспечивает создание идеального шва, экономит электричество и материалы. Помогает на треть сократить производственные издержки, а окупает себя в среднем за полгода. Роботы умеют сваривать как небольшие детали, так и крупные элементы.
Роботизированные системы отличаются антропоморфной конфигурацией, дублируя строение руки человека. Лучшие образцы перемещаются с точностью до 0,01 мм, могут работать круглосуточно при среднем периоде эксплуатации 20 лет.
Робот-сварщик технологически сложное устройство, состоящая из комплекса рабочих узлов:
- управляемая рука;
- панель управления;
- датчики поиска, положения;
- оборудование для сварки;
- позиционер для заготовок;
- вентиляционная система;
- кондуктор для подачи деталей.
Робот обеспечивается системами безопасности и контроля доступа персонала, а также программным обеспечением.
Преимущества технологии:
Роботизированная сварка имеет несомненные преимущества при операциях, требующих вращения горелки, и выполнении работы в труднодоступных местах. Роботы научены сваривать круговые, прямые, кольцеобразные швы любой сложности и конфигурации. Среди других преимуществ:
- сокращение трудозатрат;
- уменьшение брака;
- обеспечение непрерывности производственного процесса;
- увеличение объема выпускаемых металлоконструкций за единицу времени.
Системы автоматизации
Комплексные решения, позволяющие сократить до минимума влияние человеческого фактора на технологические процессы при соблюдении современных стандартов качества и безопасности. Инновационные технологии помогают автоматизировать все этапы изготовления металлоконструкций от создания проекта до контроля качества готовой продукции.
- Проектирование
Внедрение система на основе Ai оптимизирует расчеты, подготовку чертежей, инженерный анализ, разработку техдокументации, позволяя гарантировать надежность и технологичность конструкций.
- Планирование производства
Современные программные комплексы обеспечивают рациональное распределение производственных ресурсов на основе технологий ИИ и модели усовершенствованного планирования производства. Среди таких решений отечественная разработка Adeptik APS.
Система выполняет оперативное и долгосрочное планирование с учетом потребностей в сырье, производственных мощностях, приоритетности заказов, актуальной и предполагаемой загрузки, уровня квалификации персонала, действующих производственных ограничений и иных факторов.
В результате исключается нерациональное использование материалов, значительно уменьшаются простои, сокращается продолжительность производственного цикла, снижаются расходы бизнеса.
Adeptik APS и подобные ей системы поддерживают функцию онлайн-планирования для моментальной адаптации производственных планов к периодически изменяющейся конъюнктуре на рынке металлоконструкций и ситуации на предприятии.
Станки с ЧПУ
Оборудование автоматически управляет режущим инструментом на основе заданного программного обеспечения. Гарантирует максимальную точность и повторяемость операций шлифования, сверления, резки, фрезерования, резьбонарезания и др. Станки подходят для изготовления уникальных штучных изделий и серийного производства.
- Контроль промышленного оборудования
Системы автоматизации контролируют загрузку, работоспособность оборудования и параметры технологического процесса. Выполняют удаленное управление производством. Собирают массив данных посредством датчиков и передают их на сервер с дальнейшей обработкой и предоставлением пользователям в визуально понятном виде. Полученная информация применяется для анализа работы станков, планирования объемов производства, формирования графиков ремонта и техобслуживания.
- Мониторинг качества
Используются системы на основе машинного зрения. Они умеют собирать визуальные данные о металлоконструкциях в онлайн-режиме, автоматически идентифицировать брак и несоответствие заданным геометрическим характеристикам.
3D-печать
Технология основана на использовании печатающих металлом 3D-принтеров. Они работают на программном обеспечении SolidWorks, Autodesk и других крупных разработчиков. С каждым годом растет качество механических свойств готовых изделий, у лучших образцов оно практически не уступает цельнолитым аналогам.
Для печати используется нержавеющая сталь, инконель, титан в среде инертного газа, медь, алюминий, сплав кобальта и хрома, железо. При этом стоимость 3D-принтеров довольно высока, что затрудняет их массовое включение в производственные процессы.
Технологии процесса 3D-печати:
- Склеивание. Металлические частицы послойно наносятся печатной головкой, затем склеиваются и обжигаются в печи при высокой температуре. В результате образуется цельный элемент.
- Послойное спекание. Частицы равномерно нанесенного металлического порошка спекаются с помощью лазерного луча и последовательно образуют слои будущего изделия. Немецкие производители 3D-принтеров обозначают технологию как SLM (выборочное лазерное спекание) и DMLS (прямое лазерное спекание).
- Нанесение металлической пасты. Посредством экструзии, обеспеченной сжатым воздухом, 3D принтер подает смешанную с металлическим порошком пасту. После создания заданной формы она спекается в печи. На основе этой технологии работает принтер Mini Metal Maker.
- Наплавление. Технология лазерной наплавки DED предполагает сплавление порошка лазерным лучом. При этом материал постепенно осаждается из экструдера и создает слои детали посредством манипулятора. Чаще всего операции выполняются в закрытой камере, но технологии некоторых производителей позволяют работать на открытом пространстве. Например, компания MX3D так печатала элементы полноразмерного моста.
Технология EMD формирует слои из металлического порошка с помощью высокомощного электронного луча. Позволяет создавать крупногабаритные конструкции.
Разработка инновационных метаматериалов
Метаматериалы создаются посредством комбинирования различных металлических элементов, что позволяет добиться улучшенных технических характеристик.
В начале 2024 года команда ученых из Австралии заявила о создании очень легкой и сверхпрочной кубической титановой структуры, превосходящей минимум на 50% наиболее крепкий материал WE54. Такого результата удалось достичь за счет разработки точкой трубчатой решетки для максимально равномерного распределения напряжения и исключения слабых мест.
Метаматериал создан на основе технологии 3D-печати спеканием порошка лазерным лучом. Следующая цель команды ученых — расширить температурный предел сплава до +600 °С, что позволит увеличить количество областей его использования.
