Хайрцагийн өргөн гэдэг нь машинд боловсруулах үед ямар хэмжээний материал таслагдахыг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь материал ашиглалтын үр ашигтай байдал, бүтээгдэхүүний эцсийн хэмжээнд нөлөөлдөг. Нарийн огтлолтын тоног төхөөрөмжийг авч үзэхэд технологийн шинж чанараас хамааран хайрцагийн өргөн өөр өөр байдаг. Хамгийн сүүлийн үеийн судалгаагаар цацрагийн систем нь 0.1 мм орчим хайрцагийн өргөнтэй хайрцаг үүсгэж чаддаг бол усан цохилтын систем нь ихэвчлэн 1.0 мм хүртэлх өргөнтэй хайрцаг үлдээдэг. Сүүлийн 2023 онд Кечагиас нарын хийсэн судалгаагаар хайрцагийн өргөнийг багасгах нь цаасан металл ашиглах үед хаягдлыг 18%-иар бууруулдаг байна. Үйлдвэрлэгчдэд чанарыг алдалгүйгээр үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулах зорилготой бол хайрцагийн хэмжээг оновчлох нь маш чухал байдаг.
Орчин үеийн машинууд нь синхрончлогдсон бүрдүүлэгч хэсгүүдийн тусламжтайгаар ±0.02мм нарийвчлалыг хангаж байна:
Материалын мехатроник сэтгүүлээс Materials Mechatronics сэтгүүлийн судалгаа оптималлагдсан машин загварын шийдлүүд нь тухайн системүүдтэй харьцуулахад огтлолын өргөний нарийвчлалыг 15–20%-иар сайжруулдгийг харуулж байна.
Материалын шинж чанар нь огтлолын хэмжээнд нөлөөлнө:
| Материал | Зөвлөгдөх зүсэлтийн өргөн | Түлхүүр хүчин зүйл |
|---|---|---|
| Цахилгаан хэрэглэлийн ган | 0.15–0.25мм | Дулаан дамжуулах чадварын удирдлага |
| Карбон волокно | 0.3–0.5мм | Давхаргат бүтцийн хуваан бус болохыг урьдчилан сэргийлэх |
| Акрил | 0.08–0.12мм | Цахилгаан халаагуурын хяналт |
Der et al. (2023) -ийн сүүлийн судалгаагаас харахад дулаан ялгаруулах шинж чанарыг тооцоолохын тулд цахиурын хайлш нь аллюминийн адилтгалтайгаас 22% өргөн зүсэлт шаарддаг.
Наалдварын зүсэлт нөөцийг хэмнэх хамгийн чухал хүчин зүйл юм. Өнгөрсөн онд хэвлэгдсэн судалгаагаар наалдварын өргөнийг 0.15 мм-ээр багасгах нь хавтгай металл хуудсыг ашиглах үр ашигийг 8-12 хувь хүртэл нэмэгдүүлдэг. Орчин үеийн лазерын технологийн тусламжтайгаар хайлштай гангуудын хувьд 0.1 мм-ийн наалдварын өргөн бүхий зүсэлт хийх боломжтой байдаг тул эд ангиудыг хуудсанд нягтран байрлуулан тонн тутамд дунджаар 7 доллар 40 цент хэмнэх боломжтой. Хуучин халууны зүсэлтийн аргуудын дотор плазмын горимтой харьцуулахад урт наалдвар үлдээдэггүй учраас улам бүр их хэмжээний хог хаягдлыг үлдээнэ. Ялангуяа плазмын зүсэлт нь 0.8 мм-с 1.6 мм хүртэлх наалдвар үлдээх бол лазерын цувааны зүсэлт нь 0.1 мм-с 0.3 мм хүртэлх наалдварын нарийвчлалыг хадгалж байдаг.
Алчуур хэмжээний тохируулгын ялгаа нь хөнгөн цагаан боловсруулах үед хэдий чинээ чухал байдаг талаар үйлдвэрлэлийн туршилтууд нь харуулжээ. Жишээ болгож 2мм зузаан 6061-Т6 хавтангийг стандарт 0.4мм-ийн оронд 0.2мм лазерын алчуур ашиглан боловсруулсан нэг туршилтыг авч үзье. Үр дүн нь материал ашиглалтын хувь нь 86.3%-аас 92.4% хүртэл өссөн байв. Дунд эзэлхүүний үйлдвэрлэл хийдэг компанийн хувьд энэ жижиг өөрчлөлтөөр жилд дөрвөн зуун арван зургаан мянга ам.доллар хэмнэсэн байна. Гэхдээ нэг онцлог бий. Хэрэв алчуурын зузаан 0.15мм-ээс бага болвол, машины хурд нь ирмэгийн чанарыг хадгалахын тулд ихэд удааширч циклийн хугацааг 18%-иар нэмэгдүүлдэг. Иймд нарийн алчуур нь материал хэмнэж чадах боловч үйлдвэрлэлийн үр ашигт чиглэлийг муудгадаг.
| Материалын төрөл | 0.3мм алчуур, ашиглалтын хувь | 0.2мм алчуур, ашиглалтын хувь | Зөвлөх | Огтлолын чанарын үнэлгээ* |
|---|---|---|---|---|
| 304 зэс | 87.1% | 93.6% | +6.5% | 9.2/10 |
| Хөнгөн цагаан 5052 | 85.9% | 91.7% | +5.8% | 8.8/10 |
| Поликарбонат | 79.4% | 88.3% | +8.9% | 7.5/10 |
*Гадаргуугийн нарийн чанар болон ирмэг босоо чиглэлийн үзүүлэлтээр тооцоолсон
Ажилчид үр ашгийг дээд зэрэг болгоход 5 чухал параметрийг оновчтой болгох ёстой:
Агаарын тээврийн үйлдвэрлэгчид эдгээр хүчин зүйлсийг тэнцвэртэй байлгахын тулд параметрт загварчлалыг амжилттай нэвтрүүлсэн бөгөөд AS9100 чанарын стандартыг хангаж, материалын гарц 94% хүрсэн. Энэ стратеги нь уламжлалт суурилуулалтын арга барилаас харьцулахад туршилтын явцыг 40%-иар бууруулдаг.
Өнөөгийн нарийн огтлолтын тоног төхөөрөмжүүд нь лазер болон усны жет огтлолтын технологийг ашигладаг бөгөөд тус бүр өөрийн гэсэн онцлог зайны үзүүлэлттэй байдаг. Зузаан металл хавтанг тонгойх үед лазер огтлогч нь 0.1 мм-ийн нарийн огтлолт хийх чадвартай боловч туслах гадаргууг огтлохдоо илүү их чадал шаарддаг. Усны жет нь бүрэн өөр арга хэрэглэдэг. Энэ нь ихэвчлэн 0.2-0.4 мм хооронд өргөн огтлолт үүсгэдэг боловч энэ аргыг хатуу чулуунаас эхлээд найрмал самбар хүртэлх бүх төрлийн материалыг халаалтгүйгээр огтлоход амжилттай ашигладаг. Энэ нь таны огтлох шаардлагатай зүйл болон бүтээгдэхүүний нарийвчлалын чухал шинж чанарыг харгалзан үзэх нь зүйтэй.
| Параметр | Лазерийн хэвтээл | Усны струмен огтлох |
|---|---|---|
| Дундаж зайны өргөн | 0.1–0.3 мм | 0.2–0.4 мм |
| Материалын хувьд сонголт хийх боломжтой | Металл, Пластика | Металл, Чулуу, Найрмал материал |
| Дулааны нөлөө | Их | Байхгүй |
2023 оны Фабрикацийн институтийн судалгаагаар усны жетийн систем нь холимог материалыг огтлох үед материал түүхий эдийн алдагдлыг 18%лазерийн харьцуулахад багасгадаг.
Компьютерийн тоон хяналт (CNC) интеграц нь бодит цагийн тохируулга замаар ±0.02 мм-ийн нарийвчлалыг хангана. Орчин үеийн системүүд нь хэрэгслийн элэгдэл, материал нэгэн зэрэг бус байдалд тохируулга хийх зорилготой шийдлийг ашиглан 98.7% нарийвчлалыг авиацийн хөнгөн цагаан бүтээцэд хүрээдэг (Advanced Manufacturing, 2024).
Сүүлийн үед дэвшүүлсэн шийдлүүдэд:
Эдгээр инновациуд нийлж материалын гарцыг дээшлүүлдэг 22%микроэлектроник үйлдвэрлэл шиг өндөр нарийвчлал шаарддаг салбарт
Зүүний өргөн гэдэг нь машинд хөрвүүлэх процесс дээр авч болох эсвэл огтлох материалын хэмжээг илэрхийлдэг бөгөөд материалын ашиглалтын үр ашиг, эцсийн бүтээгдэхүүний хэмжээг тодорхойлдог.
Зүүний өргөнийг багасгавал материалыг хэмнэх бөгөөд үр ашигтай ажиллагааг сайжруулдаг. Нарийн зүү нь илүү нарийн огтлолт хийх, материалыг цөөн хэмжээгээр алдахад хүргэдэг бөгөөд ихэвчлэн зардлыг бууруулдаг.
Нарийвчлал нь бүтээгдэхүүний чанарыг тогтвортой байлгах, материалын хэмнэлтийг багасгах, үйлдвэрлэлийн зардлыг оновчтой болгоход маш чухал үүрэгтэй.
Лазер огтлох, усны струягаар огтлох, КТС-ийн интеграц, сав хэмтийн загварчлалын хөгжил зэрэг технологиуд нь огтлолын өргийг хянах, материал ашиглалтыг оновчтой болгоход тусалдаг.
