Fortus additív gyártórendszerek méretpontossági vizsgálata

A koncepciós modellek és az általános prototípusok készítését leszámítva minden gyártási folyamatnál kulcsfontosságú az adott eljárás határainak pontos ismerete. Funkcionális prototípusok és az egyre nagyobb számban előforduló, additív elven működő gyártórendszerek esetén már a technológia átfogó, szakszerűen elvégzett kiértékelésre van szükség, hogy a megfelelő minőség nagy sorozatok esetén is biztosított legyen. A Fortus 400mc és az azonos szerkezeti felépítéssel rendelkező Fortus 360mc pontosságának és ismétlési pontosságának meghatározására a Stratasys egy részletes kiértékelési folyamatnak vetett alá három Fortus 400mc gyártórendszert.

A gyártott próbatestek méretpontosságát 108 mintán, összesen 2.916 méréssel vizsgálták. A felhasznált három Fortus 400mc gép mindegyike három teljes gyártási ciklust hajtott végre, melyek során egyenként 12 darab próbatestet gyártottak le. A 127 x 76 x 14 mm-es térbeli kiterjedéssel rendelkező minták elkészítéséhez ABS-M30 alapanyagot használtak fel. A támaszanyag eltávolításán kívül semmilyen utókezelésre nem került sor.

Az egyes próbatestek 27 helyen történő mérését a QC Inspection Services Inc. (Burnsville, Minn.) végezte el egy koordináta mérőgép segítségével. Az elemzés az összes próbatest összes mérésére kötelezően kiterjedt, a próbatestek újraépítése és egyes mérési eredmények figyelmen kívül hagyása nem volt megengedett.

Eredmények

A pontossági elemzés megerősítette a Fortus 400mc katalógusaiban is megtalálható tűréshatárokat, miszerint egy alkatrész méretpontossága +/- 0,13 mm vagy +/- 0,04 mm/mm, minden esetben a nagyobb értékkel számolva. Az elvégzett egyedi 2.916 mérés 96,2 %-a, azaz 2.804 mérés esett a megengedett tűréshatárokon belülre, ami két szigmás (95 %-os) megbízhatósági szintnek felel meg. Továbbá a határokat átlépő 112 mérési eredményből is mindössze 45 (a teljes sorozat 1,54 %-a) haladta meg a korlátokat több mint 0,03 mm-el.

Az 1. ábra a mérési eredmények névleges értékektől való eltérését mutatja. A vízszintes tengelyen az eltérés szerepel, míg a függőleges tengely az adott tartományba eső mérések darabszámát jelöli. A sárgával rajzolt normál eloszlási függvény középértéke 0,009 mm, szórása 0,07 mm.

1. ábra: mérési eredmények eltérése a névleges értéktől

1. ábra: mérési eredmények eltérése a névleges értéktől

A 2. ábra egy alternatív ábrázolása a méretpontosságnak, melynek vízszintes tengelye a mérési eredmények névlegestől való abszolút eltérését tünteti fel, függőleges tengelye pedig megadja, hogy a mérési eredmények mekkora százaléka esik az adott értéken belülre. Ez alapján jól látható, hogy a mérési eredmények majdnem 80%-a 0,08 mm-en belüli, 95%-a 0,13 mm-en belüli, míg 100%-a, azaz a teljes mérési sorozat 0,2 mm-en belüli eltéréssel rendelkezik.

2. ábra: a méretpontosság alternatív ábrázolása

2. ábra: a méretpontosság alternatív ábrázolása

Az additív elven működő gyártórendszerekkel szemben felvetett egyik leggyakoribb ellenérv, hogy rossz ismétlési pontossággal rendelkeznek az egyes alkatrészek, a gyártási ciklusok és a különböző gépek szintjén is. A variancia elemzésére minden egyes próbatest esetén rögzítésre került az építési pozíció, a gyártási ciklus száma, és a gyártórendszer száma. Az eredmények alátámasztják, hogy a Fortus 400mc egy stabil rendszer, amely nagy sorozatokhoz is megfelelő ismétlési pontossággal rendelkezik.

3. ábra: a három Fortus 400mc teljesítményének összehasonlítása

3. ábra: a három Fortus 400mc teljesítményének összehasonlítása

3. ábra a három Fortus 400mc gyártórendszer teljesítményét hasonlítja össze. A kék téglalapok az eltérések két szigmás tartományát jelölik, míg a sárga pontok a minimum és maximum értékeket. Látható, hogy az eltérés leginkább a mérési eredmények középértékében mutatkozik, ami a gyártó állítása szerint finomhangolással tovább javítható.

A 4. és 5. ábra az egyes gyártási ciklusokban és az egy platformon belül, különböző pozíciókban előállított munkadarabok esetén mutatja ugyanezeket az értékeket.

4. ábra: a méretpontosság alakulása az egyes gyártási ciklusok során

4. ábra: a méretpontosság alakulása az egyes gyártási ciklusok során

5. ábra: A méretpontosság változása egy platformon belül

5. ábra: A méretpontosság változása egy platformon belül

forrás: stratasys.com

További információ

A Fortus additív gyártórendszerek hazai forgalmazója a VARINEX Zrt.