يموت الصب ، المعروف أيضا باسم صب الضغط العالي ، هو شبه تشكيل التكنولوجيا التي استخدمت على نطاق واسع في تلقاءي الدافع ، أيروسبا م ، و الإلكترونيات الصناعات في السنوات الأخيرة. أثناء عملية الصب بالقالب ، يملأ المعدن المنصهر (سبيكة خفيفة بشكل عام) التجويف بضغط مرتفع وسرعة عالية تحت تأثير الثقب ، ويبرد بسرعة لتشكيل الصب النهائي.
وتنقسم الصب يموت عموما صب الغرفة الباردة وصب القوالب بالغرفة الساخنة. يستخدم قالب صب الغرفة الباردة بشكل رئيسي لإنتاج أجزاء كبيرة ، مثل قطع غيار السيارات وأجزاء تبريد محطة قاعدة الاتصالات. يستخدم قالب الصب بالغرفة الساخنة على نطاق واسع في إنتاج المنتجات الإلكترونية الصغيرة أو منتجات 3c. العملية ، مثل موصل USB ، غلاف الكمبيوتر المحمول ، إلخ.
1. يموت الصب لديه أساس أتمتة جيد
بالمقارنة مع عملية الصب العادية ، يتميز قالب الصب بالسرعة العالية والضغط العالي. المنتجات المنتجة عمومًا عبارة عن أجزاء رقيقة الجدران من سبيكة رقيقة ، ولكن يتم أيضًا استخدام تقنية الصب بالقالب في إنتاج دوارات نحاسية نقية. على عكس سبائك الألمنيوم والمغنيسيوم والنحاس النقي نقطة انصهار عالية جدا ، لذلك حياة قصيرة يموت خلال صب النحاس النقي يموت مشكلة كبيرة.
من بين جميع تقنيات الصب ، فإن صب القوالب لديه أعلى درجة من الأتمتة. تستخدم شركات الصب بالقوالب الحديثة تكنولوجيا الجزر المصبوبة آليًا ، والتي تدمج بشكل كبير ماكينات الصب بالقالب (بشكل عام عشرات أو حتى المئات) لتشكيل عملية إنتاج مؤتمتة بالكامل. في نفس الوقت ، باستخدام تقنية المصنع الذكية ، تتم مراقبة عملية إنتاج آلة الصب بالقالب ، ويتم فهم أداء وحالة كل آلة صب بالقالب في الوقت الحقيقي ، ويتم ضبط عملية إنتاج آلة صب القوالب في الوقت المناسب قياس البيانات الكبيرة وردود الفعل في الوقت الحقيقي لضمان جودة المنتج النهائي.
التحكم في الوقت الحقيقي في درجة حرارة قالب الصب يموت مثال بسيط:
أخذ قالب الصب بالغرفة الباردة كمثال ، في عملية الإنتاج ، بسبب الملء المستمر لتجويف القالب بمعدن سائل عالي الحرارة ، تستمر درجة حرارة العفن في الزيادة. في هذا الوقت ، من أجل ضمان عدم ارتفاع درجة حرارة القالب ، يتم استخدام مياه التبريد بشكل عام لتبريد القالب. إذا كان تصميم أنابيب مياه التبريد معقولًا ، بشكل عام ، يمكننا التأكد من أن درجة حرارة القالب تصل إلى ما يسمى التوازن الحراري عن طريق التحكم في درجة الحرارة ومعدل تدفق مياه التبريد. من وجهة النظر هذه ، يمكننا تصميم نظام التغذية المرتدة لمياه التبريد. بعد أن نعرف القيمة الفعلية لدرجة حرارة العفن ، يمكننا التحكم في درجة الحرارة ومعدل تدفق مياه التبريد من خلال الحساب ونظام التغذية المرتدة الفورية ، وأخيرًا يمكننا التحكم في درجة حرارة العفن. هذا هو تطبيق نموذجي لمصنع ذكي لصب القوالب في هذه المرحلة.
في الواقع ، حالة التحكم الذكي المذكورة أعلاه ليست سوى سيناريو تطبيق صغير جدًا في "المصنع الذكي". لتحقيق "مصنع ذكي" حقيقي ، يجب جمع كمية كبيرة من بيانات الإنتاج في الوقت الفعلي ، والتي تعتبر البيانات المتعلقة بجودة المنتج حاسمة ، مثل الكثافة ، والمسامية ، وأدراج الأكسدة ، لأن هذه البيانات هي المؤشرات التي يهتم بها العملاء أكثر من غيرها ، وهي أيضًا المؤشرات الأساسية التي تقيس ما إذا كان الصب مؤهلاً. في هذه المرحلة ، من الصعب الحصول على هذه المؤشرات الأكثر أهمية ، لأنه بالنسبة لمنتجات سبائك المعادن ، لا يمكننا مراقبة الهيكل الداخلي للمنتج بشكل مباشر. تعتمد معظم الشركات المصنعة طريقة فحص المسبوكات الموضعية ، وتقطيعها في المناطق الرئيسية المحددة بوضوح من قبل العميل ، ومن ثم مراقبة ما إذا كانت هناك مشكلة مباشرة ؛ طريقة أخرى هي استخدام تقنية الكشف بالأشعة السينية ثنائية الأبعاد لمسح الموقع المحلي لعينة المسبوكات والملاحظة ، أكبر مشكلة في هذه الطريقة هي أن معلومات الصب ثلاثية الأبعاد يتم ضغطها في شرائح ثنائية الأبعاد ، والمعلومات التي تم الحصول عليها عن طريق الملاحظة لا يمكن أن تعكس الوضع الفعلي بشكل كامل.
الشكل 3. خطة تنفيذ مشروع الموسيقى الأوروبية في مصنع أودي أغ إنغولشتات الذكي
مراقبة الجودة الداخلية للمسبوكات
مع التطور المستمر لصناعة السيارات ، أصبحت متطلبات جودة الأجزاء أعلى وأعلى. تستمر شركات تصنيع السيارات الكبرى في صياغة متطلبات الجودة الداخلية للأجزاء والمكونات ، وتحديد المعايير التي يمكن أن توجد في العيوب الداخلية للأجزاء. في هذه الحالة ، يجب أن يكون مورد المكونات قادرًا على اكتشاف ومعايرة توزيع العيوب في جميع المصبوبات في الوقت الحقيقي أثناء عملية الإنتاج ، ومقارنة المعايير لتقييم ما إذا كانت المصبوبات تلبي المتطلبات.
فكيف لرصد وتسجيل العيوب داخل الصب بشكل صحيح؟ أفضل تقنية في التقنية الحالية هي التصوير المقطعي بالكمبيوتر ، والمعروف أيضًا باسم تقنية ct. تم استخدام تكنولوجيا ct على نطاق واسع في المجال الطبي ، ولا يزال تطبيق تكنولوجيا ct في الاختبار الصناعي تقنية ناشئة حديثًا في السنوات الأخيرة.
لتطبيق تقنية ct على فحص الجودة الداخلي للمسبوكات ، يجب استيفاء المتطلبات التالية:
أولاً ، يجب أن تكون سرعة الكشف عالية بما يكفي لتتناسب مع عملية إنتاج المسبوكات في الوقت الفعلي ؛
ثانيًا ، يجب أن تكون جودة الصورة التي تم الحصول عليها من خلال الفحص جيدة بما يكفي لمطابقة التحديد الدقيق للصورة بواسطة البرامج اللاحقة ؛
ثالثًا ، مع ضمان الدقة ، يجب أن يكون البرنامج أو الخوارزمية التي تتعرف على الصورة سريعة بما يكفي حتى لا تؤخر جدول الإنتاج.
من بينها ، أول متطلبين لاختبار ct نفسه ، وآخرها لاختبار البرامج أو الخوارزميات. نظرة عامة على تقنية ct الحالية ، سنجد أن أكثر أدوات الاختبار الواعدة هي معدات الاختبار السريع ct (المسح السريع) التي تنتجها شركة الكهرباء العامة ، وقد تم استخدام هذه المعدات من قبل شركة فولكس واجن الألمانية للمسبوكات الفعلية. تم العثور. ولكن بالنظر إلى صناعة صب القوالب المحلية ، فإن استخدام تكنولوجيا ct في الوقت الحقيقي للتحكم في جودة المصبوبات يمثل تحديًا خطيرًا من المستوى التشغيلي. العائق الأكبر هو التكلفة - تكلفة معدات اختبار ct عالية للغاية ، ويستخدم لخط الإنتاج بشكل عام يتطلب كمية كبيرة من معدات اختبار ct ، والتي هي خارج متناول معظم الشركات المحلية. مع التطور المستمر للصناعة والتحسين المستمر لمتطلبات الجودة من المصبوبات ، فإن استخدام تكنولوجيا ct للكشف عن الجودة الداخلية للمسبوكات في الوقت الحقيقي سيكون مطلبًا عامًا للعناصر الموردة للموردين لفترة من الوقت في المستقبل .
معالجة التعليقات والتكيف
في ظل افتراض أن الصب يتم الكشف عنه عن طريق ct ويحصل على بيانات صلبة ثلاثية الأبعاد ، نفترض أن هناك خوارزمية يمكنها تحليل البيانات بطريقة فعالة للغاية وتعطي جميع المعلومات حول العيوب الداخلية للصب ، بما في ذلك النوع ، الحجم والتوزيع ، وما إلى ذلك ، يمكننا استخدام هذه المعلومات لضبط وتصحيح عملية الإنتاج نفسها ، وأخيرًا الحصول على مصبوبات مؤهلة دون عيوب زائدة. هذه العملية ، أي عملية الحصول على معلومات الإرسال وتعديل العملية ، تسمى تغذية مرتدة العملية وعملية التعديل. بالطبع ، لا يمكننا إكمال هذه العملية بناءً على جزء واحد فقط من معلومات الصب. الوضع الأكثر طبيعية هو الحصول على عدد كبير من قطع معلومات الصب ، وحل عيوب الصب من خلال التحليل الإحصائي والأساليب المتعلقة بالعملية.
السؤال التالي هو ، حتى لو حصلنا على كمية كبيرة من معلومات توزيع العيوب داخل الصب ، كيف يمكننا تجنب العيوب غير المؤهلة من خلال تعديل معلمات العملية؟ إن أقوى أداة تحليل متاحة هي المحاكاة العددية للحاسوب ، وهي معروفة لنا بتقنية الهندسة (cae) بمساعدة الكمبيوتر.
باستخدام تقنية محاكاة الكمبيوتر ، يمكننا تحقيق الإنتاج الظاهري بالمعنى المحلي. خاصة بالنسبة لصب القوالب ، يمكننا محاكاة عملية التعبئة والتصلب رقميًا مباشرة ، من خلال دراسة السرعة والضغط ونمط التدفق ورذاذ تجويف تعبئة السوائل وما إلى ذلك لتحديد ما إذا كان هناك غاز في عملية الملء ؛ من خلال حساب التغيرات في درجة حرارة الصب والقوالب في ظل ظروف دورة مختلفة لصب القالب ، لتحديد ودراسة المفاصل الساخنة المحتملة ، وعيوب الصب (الانكماش ، الانكماش) وسلوك التوازن الحراري لصب القالب. من خلال تقنية المحاكاة العددية هذه ، استنادًا إلى ظروف تحليل معينة ، يمكننا إلى حد كبير الحكم على العيوب وتجنبها ، وتحسين أداء الصب وتحسين كفاءة الإنتاج بشكل كبير ، وتحقيق ملاحظات العملية وتصحيحها التي ناقشناها سابقًا. هدف.
نجمع العملية بأكملها معًا: استخدم التكنولوجيا الرقمية (ct) لاكتشاف بيانات العيوب ثلاثية الأبعاد للمنتج في الوقت الفعلي. إذا لم يكن المنتج مؤهلاً ، فسيتم نقل البيانات إلى مركز تحليل cae ، باستخدام تقنية المحاكاة لتحليل وإنشاء حل لمشكلة العيب ، وتنتقل ملاحظات الحل إلى الإنتاج ومعالجة الواجهة الأمامية للتنفيذ وإعادة اكتساب المنتج. يستمر المنتج في الخضوع لفحص رقمي والحصول على بيانات عيب ثلاثي الأبعاد. إذا كان المنتج مؤهلاً ، ينتهي التكرار ، وإلا فإنه يستمر.
التكنولوجيا الرقمية الأساسية الرئيسية
يمكن ملاحظة أن التحليل cae يلعب دورًا رئيسيًا في هذه العملية ، وأن فعالية الحل المقترح سيكون لها تأثير على كفاءة العملية بأكملها. في الواقع ، ما إذا كان يمكنك إتقان جوهر تقنية cae وما إذا كان بإمكانك تطبيق تكنولوجيا المحاكاة الرقمية في الإنتاج الفعلي يمكن قياس القدرات التقنية لشركة الصب بالقوالب إلى حد كبير ، لأن التكنولوجيا الرقمية أمر لا بد منه بالنسبة لطرق الشركات ، كلما تمكنت من إتقان جوهر التكنولوجيا الرقمية على هذا الطريق ، كلما تمكنت من التميز في منافسة الشركات المستقبلية.
لذلك ، إذا تم تطبيق تكنولوجيا الكشف الرقمي وتقنية تحليل cae بشكل جيد على مؤسسات صب القوالب الموجودة ، فيمكننا رؤية مشهد مصنع رقمي كامل ونموذجي. من بينها ، تدرك تقنية الكشف الرقمي رقمنة الكيانات المادية ، وتقوم تقنية تحليل cae بتحويل المعلومات الرقمية التي تم الحصول عليها عن طريق الكشف إلى حلول للمشاكل تعتمد على الإنتاج الظاهري. في هذه العملية ، يعد الكشف الرقمي في الواقع عملية مؤتمتة بالكامل ، بينما لا يزال تحليل cae يتطلب مشاركة بشرية. إذا كان من الممكن ترسيخ تحليل cae إلى خوارزمية وأتمتة بالكامل ، فهذا هو النموذج الأولي للمصنع الرقمي الذكي المستقبلي.