Produkcja addytywna: nowe wyzwania dla walidacji

Krajowe i międzynarodowe standardy mają kluczowe znaczenie zarówno dla ich implementacji do przemysłu, jak i dla zapewnienia kontroli jakości w wielu rozwijających się technologiach produkcyjnych. ZYGO jest aktywnym członkiem ISO TC213 WG16 w zakresie rozwoju standardów ISO 25178 dotyczących tekstur powierzchniowych, współpracując z międzynarodowymi ekspertami nad standardami ISO 25178-603 i 25178-604 związanymi z mikroskopią interferencyjną oraz 25178-700 dotyczącymi kalibracji i identyfikowalności przyrządów.

Kontrola poprocesowa

Pomiary elementów AM wykonywane po procesie wytwórczym służą do weryfikacji zgodności z założeniami projektowymi oraz dostarczają wskazówek na temat problemów produkcyjnych. Jednakże, unikalność procesów AM i otrzymywanych części prowadzi producentów do stosowania szeregu różnych technik weryfikacji mechanicznej i metrologicznej.

Przyjmują oni podejście empiryczne, ponieważ nie można ufać, że jedno rozwiązanie dostarczy wystarczająco dokładnych danych. W konsekwencji części AM są często "przesadnie testowane" w celu zwiększenia pewności, ale wiąże się to zarówno z dodatkowym czasem, jak i kosztami - są to kwestie, które muszą zostać rozwiązane tak, aby technologie przyrostowe stały się opłacalne w produkcji przemysłowej.

Otwartym pytaniem jest, jak poprawić tę sytuację, aby uzyskać większą wydajność przy jednoczesnym zachowaniu pewności. Odpowiedź brzmi: dostawcy rozwiązań metrologicznych muszą zaadaptować istniejące technologie metrologiczne, aby lepiej dostosować je do unikalnych cech procesu produkcji addytywnej i wykonanych tą techniką detali, charakteryzujących się nieregularną, stromo nachyloną topografią powierzchni, której wiele technologii pomiarowych nie jest w stanie uchwycić.

zygo-am-4

Dzięki szeroko zakrojonym badaniom i rozwojowi skaningowej interferometrii koherentnej (CSI) w profilometrach optycznych ZYGO 3D, wysoce precyzyjne narzędzia metrologii AM są już obecnie dostępne dla przemysłu. Instrumenty wykorzystują innowacje sprzętowe i programowe, zaś pakiet określany w ZYGO jako "More Data Technology" sprawia, że są znacznie lepiej dostosowane do elementów AM.

Technologia "More Data" znacząco poprawia czułość bazową CSI i umożliwia działanie w zakresie HDR (High-Dynamic Range), co czyni ją wartościową dla szerokiej gamy części, od stromo nachylonych, gładkich, aż do wyjątkowo chropowatych tekstur o słabym odbiciu. Dodatkowo HDR mierzy części o szerokim zakresie odbicia światła, co często stanowi problem dla innych urządzeń wykorzystujących interferometrię jako zasadę pomiaru. Firma ZYGO była pierwszą, która zademonstrowała pomiar topografii powierzchni w pełnym kolorze dla powierzchni wytwarzanych addytywnie z wykorzystaniem interferometrii, a inżynierowie ZYGO aktywnie wykorzystują AM wewnętrznie do prototypowania urządzeń i rozwoju aplikacji.

Technologia AM jest obecnie wykorzystywana w produkcji dla szeregu różnorakich zastosowań, ale wciąż istnieją bariery dla jej masowego przyjęcia. Są one systematycznie usuwane, jednak wyraźnie rysuje się w tym zakresie potrzeba technologii pomiarowych, które mogą potwierdzić jakość i dokładność produkowanych części. Elementy AM charakteryzują się unikalnym zestawem cech, które sprawiają, że tradycyjne technologie pomiarowe są w niektórych sytuacjach nieefektywne.

Aktualnie opracowywane są innowacyjne technologie metrologiczne, które mogą zapewnić istotne dane pomiarowe w sposób wydajny i ekonomiczny. Dopiero gdy te kwestie zostaną rozwiązane, AM stanie się popularną technologią produkcji w wielu sektorach przemysłu i zastosowaniach.

Peter de Groot

Dr Peter de Groot zajmuje stanowisko głównego naukowca w ZYGO Corporation, która jest własnością AMETEK Inc., wiodącego światowego producenta urządzeń i instrumentów elektronicznych. ZYGO projektuje i produkuje optyczne instrumenty metrologiczne, wysoce precyzyjne komponenty optyczne oraz złożone systemy elektrooptyczne.


Reportaże

Forum