Preparando a Produção para o Futuro: FMS Impulsiona Sucesso da Manufatura Híbrida

Como provedor de equipamentos e software de automação, nossa empresa está imersa nesta jornada revolucionária orientada a dados, e estamos antecipando uma nova tendência: nossos clientes não estão apenas automatizando seus métodos subtrativos tradicionais, eles também estão buscando automatizar seus processos de manufatura híbrida (processos combinados aditivos e subtrativos) para aproveitar o principal benefício de qualquer sistema de manufatura flexível (FMS): estabelecer um processo e fluxo de produção confiável e consistente que pode operar 24/7.

A indústria aeroespacial estará entre as primeiras a adotar o FMS de manufatura híbrida. A indústria médica certamente está logo atrás, pois muitas de suas aplicações são bem adequadas a um processo híbrido de alta produção. Uma configuração de FMS de manufatura híbrida terá semelhanças e diferenças com um FMS de usinagem subtrativa convencional. Semelhanças incluem os aspectos digitais — como preparação de arquivos de peça e dispositivo, integração com sistema ERP para priorização de agendamento e inventário de material, e conexão com o controlador FMS que direciona seleção, monitoramento, análise e mudança de condições.

As diferenças em um FMS híbrido residirão principalmente nos aspectos de manuseio de trabalho. Por exemplo, provavelmente não haverá um empilhador de paletes com guindaste como em células subtrativas. O dispositivo de manuseio no nível do sistema híbrido é tipicamente um robô industrial. Robôs com dedos ou garras dedicados moverão primeiro a placa de construção e, após a remoção da peça, a peça individual de máquina para máquina.

Prevemos processos que serão necessários para um cliente incluir em futuras aplicações de FMS híbrido e outros que serão interessantes e potencialmente benéficos para o cliente integrar. Tudo depende da família de aplicações e da motivação da empresa para se tornar o mais automatizada possível, frequentemente citando o grande desconhecido — disponibilidade de pessoas qualificadas no futuro — como um dos principais impulsionadores para automatizar.

As funções necessárias incluiriam toda a preparação de dados da peça mencionada acima; desempacotamento (removendo a peça do pó mais reciclagem de pó); remoção de estrutura de suporte e placa de construção; tratamento térmico/alívio de tensão; e acabamento superficial, como shot peening.

Se a peça for crítica, as funções opcionais que podem ser integradas poderiam incluir todas as atividades de garantia de qualidade para o material em pó, compreendendo seleção de pó, secagem, peneiramento, enchimento do tanque de pó da máquina e descarte de pó. Ações primárias de garantia de qualidade serão feitas na peça concluída, que então estará pronta para ser transportada para montagem (que também pode ser automatizada downstream).

Aplicação Híbrida Está Pronta Agora

Lâminas de turbina aeroespacial são uma aplicação híbrida chave pronta para automação agora. A lâmina é fabricada camada por camada usando sinterização a laser direta de metal. O pó é composto de Inconel, a superliga à base de níquel-cromo usada em motores de aeronaves. Neste caso, a peça é transportada em uma plataforma da máquina aditiva para estações subsequentes. As estruturas de suporte de impressão são cortadas automaticamente e a lâmina de turbina é desempacotada e destacada da plataforma de construção por um robô.

A lâmina destacada obtém suas operações secundárias processadas automaticamente usando uma variedade de ferramentas de acabamento. Até os dedos do robô são impressos em 3D usando um pó à base de alumínio, fornecendo a relação peso-rigidez ideal. Os inserts de dedos impressos em 3D e o dispositivo de fixação da peça são combinados com a complexa geometria "fir-tree" precisamente para uma aderência sólida e confiável.

Vemos automação completa do processo híbrido no horizonte. A implementação de um FMS para manufatura híbrida oferece os benefícios de prazos de entrega mais curtos, nenhuma ferramenta sofisticada necessária e um fluxo de produção altamente estável e consistente — 24/7.