Постобработка металлических изделий с помощью сухого электрохимического полирования DLyte

В 2017 году была представлена новая разработка Испанской компании GPA Innova, а именно технология улучшения качества поверхности металлических изделий – DryLyte, о ней далее пойдет речь.

DryLyte -  это технология сухого электрохимического шлифования и полирования металлических изделий, с помощью переноса ионов металла посредством свободных твёрдых тел (рис. 1). В отличие от имеющихся на текущий момент на рынке технологий, в процессе обработки жидкости не используются в качестве электролитов. Помимо этого, в отличие от традиционных методов обработки таких как: галтовка, ЭХО, DryLyte производит обработку под названием «объемное шлифование и полирование», суть в том что обрабатывается вся поверхность изделия, независимо на геометрию. Это означает что обработка по технологии DryLyte позволяет сохранять исходные формы изделия, включая острые углы и кромки. 

Рис. 1. Электрополирование Металлических издлеий по технологии DryLyte

Обработка по технологии DryLyte позволяет получить зеркальную поверхность непревзойдённого качества (рис. 2), стабильное качество от изделия к изделию за один шаг, и, что самое важное, предварительно рассчитать затраты.  В 2018 году компания получила самую престижную премию в мире в области 3D печати, TCT Awards за лучшее решение для постобработки изделий.

Одним из первых клиентов который попробовал установку в действии и оценил эффект внедрения стала компания 3DMED. Для более детального ознакомления с новой технологией, мы поделимся с вами кейсом внедрения установки DLyte на предприятие.

Рис. 2. Изделия до и после обработки

Проработка внедрения началась с обращения международной стоматологической компании 3DMED. Компания занимается разработкой программных продуктов, моделирующих изменение прикуса, а также производством систем исправления. Производство изделий происходит с использованием аддитивного производства, взамен традиционного литейного. 

Одно из основных изделий производимых компанией, зубные брекеты (рис. 3), производятся методом SLM печати. Особенности изделий доставляют много сложностей в ходе производства, например само изделие имеет размер по всем координатам в несколько миллиметров очень сложную геометрию, которая каждый раз индивидуально проектируется под пациента исходя из особенностей поверхности его зубов (рис. 4). Добавляет сложностей тот факт, что изделия устанавливаются непосредственно в ротовую полость, и постоянно контактируют со слизистой оболочкой пациента, и, в связи с этим, имеют высокие требования к финальному качеству поверхности готового изделия и к безопасности продукции.

Учитывая вышеперечисленные особенности, финищная обработка изделия производилась исключительно вручную, и сама по себе являла собой очень ресурсоемкий процесс.

Этап приемки качества изделия так же представлял собой не менее сложный процесс, так как каждый раз оператор допускал различные ошибки в процессе полировки, зачастую совершая брак. В случае брака, изделие становилось полностью непригодным к использованию и приходилось печатать новое, что еще сильнее затягивало и без того долгий процесс производства.

Стоит так же сказать и о том в какую зависимость от операторов попадала компания: после их увольнения сотрудник уходил с багажом опыта и знаний, которые практически невозможно передать новому оператору, из за чего процесс обучения каждый раз занимал много времени и сил руководителя производства. Оператор – достаточно подвижная категория специалистов, и делать это приходилось часто.

Очередное увольнение сотрудника послужило поводом начать поиск автоматизированного решения для полировки, и она обратилась к нам, в TopStanok. Компания и ранее обращалась к различным специалистам, но на тот момент, никто из инжиниринговых компаний не смог предложить автоматизированное решение для полировки таких мелких и сложных изделий.

В целом сама задача от заказчика была достаточно простая - автоматизировать весь процесс постобработки, минимизировать необходимость участия человека в процессе, повысить эффективность и получить стабильное качество обработки от изделия к изделию. Но все это звучит просто пока вы не увидели само изделие и финальные требования к его шероховатости.

Рис. 3. Напечатанная система брекетов

Мы предложили решение на базе установки сухого электрохимического полирования Dlyte. Единственной загвоздкой являлся держатель изделий, необходимо было полностью повторить производительность операторов, которые успевали обрабатывать 96 изделий за день.

Наши технологи, совместно с производителем, разработали держатель, взяв за основу стандартный - для мелких ювелирных изделий, тем самым решив не только задачу полировки мелких деталей, но также увеличив вместительность держателя вдвое.

Чтобы вы полностью смогли оценить эффективность и результативность DLyte - приведем более подробные цифры. 

Удалось добиться шероховатости поверхности изделия Ra 0,08 мкм, что при традиционной ручной полировке, нельзя было даже представить себе. Помимо этого, впервые получилось отполировать «замок» изделия и некоторые другие части, которые до этого не полировались, ввиду труднодоступности.

Более чем в 5 раз удалось сократить время обработки изделия: с 5 ти минут до 56 секунд. Помимо этого, в 3,36 раза сократилась и сама стоимость полировки единицы изделия (без учета амортизации), при расчете недельного объема в 480 единиц. При увеличении недельного объема производства вдвое до 960 единиц и использовании увеличенного держателя, стоимость сокращалась еще сильнее. Внедрение установки, позволило обрабатывать всю произведенную за неделю продукцию, за один рабочий день. Освободив тем самым оператору 32 часа в неделю, для реализации других задач. Приемка изделий больше не требует тщательного осмотра каждой единицы и занимает 5 минут на всю партию.

Рис. 4. Напечатанное изделие до и после обработки по технологии DryLyte

Как итог мы получили: полностью автоматизированный, и что не менее важно, прогнозируемый процесс обработки, а также стабильно высокое качество изделий без привязки к партии.

В данной случае речь шла о самой компактной установке Dlyte 1, с вместимостью рабочей зоны всего 6 литров. Данная серия зарекомендовала себя как оптимальное решение при полировании небольшого количества стоматологических или ювелирных изделий.

Для промышленного применения больше подходят установки PRO 500 и 10 000, которые имеют объем рабочей зоны 250 и 1200 литров.

Как мы видим, из результата кейса, правильное применение системы автоматизированной постобработки позоляет в несколько раз повысить эффективность обработки изделия, сократить время, а в случае со сложной геометрией изделия обработать поверхности и полости, которые невозможно обработать ручными методами.

После достаточно большого количества технологических тестов, можно смело сказать, что Dlyte – это универсальный инструмент, и спектр его применений зависит только от задачи и фантазии инженера. Установка отлично зарекомендовала себя как для обработки стоматологических изделий небольшого размера, так и больших промышленных изделий типа импеллер.