Design a nová průmyslová revoluce

Pokud jste to neslyšeli, světem se valí nová průmyslová revoluce. Tato revoluce, říkají zastánci tohoto nového druhu výroby, je výsledkem tří faktorů, které společně mění povahu a ekonomiku výroby.

První je svobodný software pro navrhování složitých 3D objektů; nejznámějším příkladem je Google Sketchup.

Druhým je 3D tisk, ve kterém počítačem řízené stroje převádějí virtuální návrhy na fyzické modely, které můžete protlačovat, laskat a mačkat.

Konečně je tu strmý pokles nákladů na 3D tiskárny a další techniky rychlého prototypování. Díky tomu je najednou praktické a ziskové vyrábět na vyžádání namísto masové výroby produktů.

To vedlo k obrovskému nárůstu počtu webových stránek, kde si můžete koupit věci, které jsou vyrobeny na vyžádání, například věci jako zakázkové kostky podobné Lego. Objednávku zadáte přes webovou stránku, objednávka se odešle přímo na 3D tiskárnu, která vyrobí cihlu, kterou vám zašleme v dalším příspěvku. Projektant, který cihlu ani nevidí, si zisk jednoduše strčí do kapsy.

Alespoň tak je tato revoluce propagována. Realita je taková, že pokud chcete vyrobit něco složitějšího než plastové cihly, brzy narazíte na omezení rychlých výrobních procesů.

Tyto procesy spadají do dvou kategorií: aditivní a subtraktivní. Subtraktivní techniky, jako je vysokorychlostní obrábění, jsou rychlé, ale nemohou vytvářet určité složité tvary. Aditivní techniky, jako je laserové slinování kovového prášku (druh 3D tisku), nemohou snadno vytvářet velké pevné předměty, protože se v pevných částech při chladnutí hromadí vnitřní pnutí, což vede k deformacím.

Tyto problémy, nebo alespoň jim podobné, trápí výrobce po staletí. Není tedy překvapením, že hrozí, že novou průmyslovou revoluci vykolejí dříve, než nabere na síle.

Dnes však Olivier Kerbrat a kamarádi z Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes ve Francii tvrdí, že vymysleli způsob, jak tento problém vyřešit.

Jejich řešením je program, který analyzuje návrh a zjišťuje, jak obtížné je vyrobit s danou výrobní technikou. Bere v úvahu faktory, které ovlivňují vyrobitelnost, jako je velikost předmětu, jeho objem, flexibilita daného řezného nástroje a vzdálenost částí předmětu od středu výrobní platformy (a proto může vyžadovat zvláštní podporu) a tak dále.

Poté barevně označí virtuální objekt podle náročnosti výroby (viz obrázek výše). Návrhář pak může provést změny, které zlepší záležitosti.

To je nový způsob myšlení o výrobě. V minulosti se konstruktéři jednoduše soustředili na vhodnost výrobku pro svůj účel, ať už to byla část motoru nebo stavební cihla. Měli by na mysli výrobní techniku ​​a prostě museli přijmout její výhody a nevýhody.

To, co Kerbrat a spol. umožňují, je nový způsob myšlení, při kterém výrobci vidí, které části produktu jsou nejvhodnější pro různé typy výroby. Návrhy lze poté upravit nebo dokonce rozdělit tak, aby byly různé části vyrobeny co nejefektivnějším způsobem. (Samozřejmě se tyto díly musí později znovu sestavit a s tím je třeba počítat.)

Klíčovým bodem ale je, že výrobci mohou současně používat aditivní i subtraktivní výrobní procesy.

Takzvaný design pro výrobu není nová myšlenka, ale vždy to byla spíše černá magie než forma inženýrství. Zabudováním tohoto způsobu myšlení do nástrojů používaných ve standardním počítačově podporovaném navrhování je jen možné, že Kerbrat a spol. to značně usnadní. To by mělo zkrátit dodací lhůty, snížit náklady a pravděpodobně i zlepšit kvalitu.

Vše, co nyní potřebujeme, je Google zahrnout tento nápad nebo něco podobného do aplikace Sketchup. Zdarma.

Ať žije revoluce!

Ref: arxiv.org/abs/1106.3176 : Nový přístup DFM ke kombinaci obrábění a aditivní výroby

skrýt