Design i nowa rewolucja przemysłowa

Gdybyś nie słyszał, świat ogarnia nowa rewolucja przemysłowa. Ta rewolucja, mówią mistrzowie tego nowego rodzaju wytwarzania, jest wynikiem trzech czynników, które razem zmieniają naturę i ekonomię produkcji.

Pierwszym z nich jest darmowe oprogramowanie do projektowania złożonych obiektów 3D; najbardziej znanym przykładem jest Google Sketchup.

Drugi to druk 3D, w którym skomputeryzowane maszyny zamieniają wirtualne projekty w fizyczne modele, które można szturchać, pieścić i ściskać.

Wreszcie, następuje gwałtowny spadek kosztów drukarek 3D i innych technik szybkiego prototypowania. To nagle sprawia, że ​​produkcja na żądanie zamiast masowej produkcji staje się praktyczna i opłacalna.

Doprowadziło to do ogromnego wzrostu liczby stron internetowych, na których można kupić rzeczy wykonane na żądanie, takie jak na przykład klocki przypominające Lego. Zamówienie składasz przez stronę internetową, zamówienie jest wysyłane prosto do drukarki 3D, która robi cegłę, która jest wysyłana do Ciebie w kolejnym poście. Projektant, który nawet nie widzi cegły, po prostu zgarnia zysk.

Przynajmniej tak promuje się tę rewolucję. W rzeczywistości, jeśli chcesz zrobić coś bardziej złożonego niż plastikowa cegła, wkrótce napotkasz ograniczenia szybkich procesów produkcyjnych.

Procesy te dzielą się na dwie kategorie: addytywną i subtrakcyjną. Techniki subtraktywne, takie jak obróbka z dużą prędkością, są szybkie, ale nie umożliwiają tworzenia niektórych skomplikowanych kształtów. Techniki addytywne, takie jak spiekanie laserowe proszku metalowego (rodzaj drukowania 3D), nie mogą łatwo wytworzyć dużych obiektów stałych, ponieważ wewnętrzne naprężenia gromadzą się w częściach stałych podczas stygnięcia, prowadząc do zniekształceń.

Te problemy, a przynajmniej podobne do nich, od wieków nękają producentów. Nic więc dziwnego, że grożą wykolejeniem nowej rewolucji przemysłowej, zanim nabierze ona rozpędu.

Dziś jednak Olivier Kerbrat i koledzy z Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes we Francji twierdzą, że wymyślili sposób na rozwiązanie tego problemu.

Ich rozwiązaniem jest program, który analizuje projekt i ustala, jak trudno jest go wykonać daną techniką wytwarzania. Uwzględnia czynniki wpływające na możliwości produkcyjne, takie jak wielkość przedmiotu, jego objętość, elastyczność danego narzędzia skrawającego oraz odległość części przedmiotu od środka platformy produkcyjnej (a więc może wymagać dodatkowego wsparcia) i tak dalej.

Następnie koduje kolorami wirtualny obiekt zgodnie z trudnością jego produkcji (patrz rysunek powyżej). Projektant może następnie wprowadzić zmiany, które poprawią sytuację.

To nowy sposób myślenia o produkcji. W przeszłości projektanci skupiali się po prostu na przydatności produktu do danego celu, czy to części silnika, czy cegły budowlanej. Mieliby na myśli technikę wytwarzania i musieli po prostu zaakceptować jej zalety i wady.

Kerbrat i spółka umożliwiają nowy sposób myślenia, dzięki któremu producenci mogą zobaczyć, które części produktu najlepiej nadają się do różnych rodzajów produkcji. Projekty można następnie modyfikować, a nawet rozbijać, aby różne części były wykonane w najbardziej opłacalny sposób. (Oczywiście te części muszą być później ponownie zmontowane i należy to wziąć pod uwagę.)

Najważniejsze jest jednak to, że producenci mogą jednocześnie stosować zarówno addytywne, jak i subtraktywne procesy produkcyjne.

Tak zwane projektowanie do produkcji nie jest nowym pomysłem, ale zawsze było bardziej czarną sztuką niż formą inżynierii. Wbudowując ten sposób myślenia w narzędzia używane w standardowym komputerowym wspomaganiu projektowania, jest po prostu możliwe, że Kerbrat i spółka znacznie to ułatwią. Powinno to skrócić czas realizacji, obniżyć koszty i prawdopodobnie poprawić jakość.

Wszystko, czego teraz potrzebujemy, to Google, aby umieścić ten pomysł lub coś podobnego w programie Sketchup. Za darmo.

Niech żyje rewolucja!

Nr ref.: arxiv.org/abs/1106.3176 : Nowe podejście DFM do łączenia obróbki skrawaniem i wytwarzania przyrostowego

ukryć