Awọn apẹrẹ ti awọn panẹli facade apapo gilasi tinrin ti a ṣe oni nọmba

Lilo gilasi tinrin ṣe ileri lati mu ọpọlọpọ awọn iṣẹ ṣiṣe ni ile-iṣẹ ikole. Ni afikun si awọn anfani ayika ti lilo daradara siwaju sii ti awọn orisun, awọn ayaworan ile le lo gilasi tinrin lati ṣaṣeyọri awọn iwọn tuntun ti ominira apẹrẹ. Da lori ilana ipanu ipanu, gilasi tinrin to rọ le ni idapo pẹlu 3D ti a tẹjade polymer mojuto ti o ṣii-cell lati dagba pupọ ati iwuwo fẹẹrẹ. eroja eroja. Nkan yii ṣafihan igbiyanju iṣawakiri ni iṣelọpọ oni-nọmba ti awọn panẹli facade ti o ni gilasi tinrin ni lilo awọn roboti ile-iṣẹ. O ṣe alaye imọran ti digitizing factory-si-factory workflows, pẹlu apẹrẹ iranlọwọ-kọmputa (CAD), imọ-ẹrọ (CAE), ati iṣelọpọ (CAM). Iwadi na ṣe afihan ilana apẹrẹ parametric ti o jẹ ki iṣọpọ ailopin ti awọn irinṣẹ itupalẹ oni-nọmba.
Ni afikun, ilana yii ṣe afihan agbara ati awọn italaya ti iṣelọpọ oni-nọmba ti awọn panẹli akojọpọ gilasi tinrin. Diẹ ninu awọn igbesẹ iṣelọpọ ti a ṣe nipasẹ apa roboti ile-iṣẹ, gẹgẹbi iṣelọpọ ọna kika nla, ṣiṣe ẹrọ dada, gluing ati awọn ilana apejọ, ni alaye nibi. Lakotan, fun igba akọkọ, oye ti o jinlẹ ti awọn ohun-ini ẹrọ ti awọn panẹli akojọpọ ni a ti gba nipasẹ esiperimenta ati awọn iwadii nọmba ati igbelewọn ti awọn ohun-ini ẹrọ ti awọn panẹli apapo labẹ ikojọpọ dada. Agbekale gbogbogbo ti apẹrẹ oni-nọmba ati ṣiṣan iṣẹ iṣelọpọ, ati awọn abajade ti awọn iwadii esiperimenta, pese ipilẹ fun isọpọ siwaju sii ti asọye apẹrẹ ati awọn ọna itupalẹ, ati fun ṣiṣe awọn ikẹkọ mechanistic lọpọlọpọ ni awọn ikẹkọ iwaju.
Awọn ọna iṣelọpọ oni nọmba gba wa laaye lati mu iṣelọpọ pọ si nipa yiyi awọn ọna ibile pada ati pese awọn iṣeeṣe apẹrẹ tuntun [1]. Awọn ọna ile ti aṣa ṣọ lati lo awọn ohun elo apọju ni awọn ofin ti idiyele, geometry ipilẹ, ati ailewu. Nipa gbigbe ikole si awọn ile-iṣelọpọ, lilo iṣaju iṣaju modular ati awọn roboti lati ṣe awọn ọna apẹrẹ tuntun, awọn ohun elo le ṣee lo daradara laisi ibajẹ aabo. Ṣiṣejade oni nọmba gba wa laaye lati faagun ero inu apẹrẹ wa lati ṣẹda oniruuru diẹ sii, daradara ati awọn apẹrẹ jiometirika ifẹ agbara. Lakoko ti apẹrẹ ati awọn ilana ṣiṣe iṣiro ti jẹ ti digitized pupọ, iṣelọpọ ati apejọ tun jẹ pupọ nipasẹ ọwọ ni awọn ọna ibile. Lati koju pẹlu awọn ẹya fọọmu-ọfẹ ti o pọ si, awọn ilana iṣelọpọ oni-nọmba n di pataki pupọ si. Ifẹ fun ominira ati irọrun apẹrẹ, paapaa nigbati o ba de awọn facades, n dagba ni imurasilẹ. Ni afikun si ipa wiwo, awọn facades-ọfẹ tun gba ọ laaye lati ṣẹda awọn ẹya ti o munadoko diẹ sii, fun apẹẹrẹ, nipasẹ lilo awọn ipa awo ilu [2]. Ni afikun, agbara nla ti awọn ilana iṣelọpọ oni-nọmba wa ni ṣiṣe wọn ati iṣeeṣe ti iṣapeye apẹrẹ.
Nkan yii ṣawari bawo ni a ṣe le lo imọ-ẹrọ oni-nọmba lati ṣe apẹrẹ ati ṣe agbejade panẹli facade apapo tuntun ti o ni ipilẹ polima ti a ṣe aropọ ati awọn panẹli ita gilasi tinrin. Ni afikun si awọn aye ayaworan tuntun ti o ni nkan ṣe pẹlu lilo gilasi tinrin, agbegbe ati awọn ibeere eto-ọrọ ti tun jẹ awọn iwuri pataki fun lilo ohun elo ti o dinku lati kọ apoowe ile naa. Pẹlu iyipada oju-ọjọ, aito awọn orisun ati awọn idiyele agbara ti nyara ni ọjọ iwaju, gilasi gbọdọ lo ijafafa. Lilo gilasi tinrin kere ju 2 mm nipọn lati ile-iṣẹ itanna jẹ ki ina facade ati dinku lilo awọn ohun elo aise.
Nitori irọrun giga ti gilasi tinrin, o ṣii awọn aye tuntun fun awọn ohun elo ayaworan ati ni akoko kanna jẹ awọn italaya imọ-ẹrọ tuntun [3,4,5,6]. Lakoko ti imuse lọwọlọwọ ti awọn iṣẹ akanṣe facade nipa lilo gilasi tinrin ti ni opin, gilasi tinrin ti n pọ si ni lilo ni imọ-ẹrọ ara ilu ati awọn ikẹkọ ayaworan. Nitori agbara giga ti gilasi tinrin si ibajẹ rirọ, lilo rẹ ni awọn facade nilo awọn solusan igbekalẹ ti a fikun [7]. Ni afikun si ilokulo ipa awo ilu nitori geometry ti o tẹ [8], akoko inertia tun le pọ si nipasẹ ọna elepo pupọ ti o wa ninu mojuto polima ati dì gilasi tinrin tinrin. Ọna yii ti ṣe afihan ileri nitori lilo mojuto polycarbonate ti o han gbangba lile, eyiti o kere si ipon ju gilasi lọ. Ni afikun si iṣe iṣe ẹrọ rere, afikun awọn ilana aabo ni a pade [9].
Ọna ti o wa ninu iwadi atẹle da lori imọran kanna, ṣugbọn ni lilo ipilẹ translucent ṣiṣi-pore ti a ṣe ni afikun. Eyi ṣe iṣeduro iwọn ti o ga julọ ti ominira jiometirika ati awọn iṣeeṣe apẹrẹ, bakanna bi isọpọ awọn iṣẹ ti ara ti ile naa [10]. Iru awọn panẹli akojọpọ bẹ ti fihan pe o munadoko ni pataki ni idanwo ẹrọ [11] ati ṣe ileri lati dinku iye gilasi ti a lo nipasẹ to 80%. Eyi kii yoo dinku awọn orisun ti o nilo nikan, ṣugbọn tun dinku iwuwo ti awọn panẹli, nitorinaa jijẹ iṣẹ ṣiṣe ti abẹlẹ. Ṣugbọn awọn ọna ikole tuntun nilo awọn ọna iṣelọpọ tuntun. Awọn ẹya ti o munadoko nilo awọn ilana iṣelọpọ daradara. Apẹrẹ oni nọmba ṣe alabapin si iṣelọpọ oni-nọmba. Nkan yii tẹsiwaju iwadii iṣaaju ti onkọwe nipa fifihan iwadi ti ilana iṣelọpọ oni-nọmba ti awọn panẹli akojọpọ gilasi tinrin fun awọn roboti ile-iṣẹ. Idojukọ naa wa lori digitizing faili-si-factory workflow ti awọn afọwọṣe ọna kika nla akọkọ lati mu adaṣe ti ilana iṣelọpọ pọ si.
Paneli akojọpọ (Aworan 1) ni awọn agbekọja gilasi tinrin meji ti a we ni ayika mojuto polymer AM kan. Awọn ẹya meji naa ni asopọ pẹlu lẹ pọ. Idi ti apẹrẹ yii ni lati pin kaakiri lori gbogbo apakan bi o ti ṣee ṣe daradara. Awọn akoko atunse ṣẹda awọn aapọn deede ninu ikarahun naa. Awọn ipa ti ita nfa awọn aapọn rirẹ ni mojuto ati awọn isẹpo alemora.
Awọn lode Layer ti awọn sandwich be ti wa ni ṣe ti tinrin gilasi. Ni opo, gilasi silicate soda-lime yoo ṣee lo. Pẹlu sisanra ibi-afẹde <2 mm, ilana iwọn otutu gbona de opin imọ-ẹrọ lọwọlọwọ. Gilasi aluminosilicate ti o lagbara ni kemikali ni a le gbero pe o dara ni pataki ti o ba nilo agbara giga nitori apẹrẹ (fun apẹẹrẹ awọn panẹli pọnti tutu) tabi lilo [12]. Gbigbe ina ati awọn iṣẹ aabo ayika yoo ni iranlowo nipasẹ awọn ohun-ini ẹrọ ti o dara gẹgẹbi resistance ibere ti o dara ati modulus ọdọ giga ti o ga julọ ni akawe si awọn ohun elo miiran ti a lo ninu awọn akojọpọ. Nitori iwọn to lopin ti o wa fun gilaasi tinrin toughed ti kemikali, awọn panẹli ti gilasi omi onisuga ti o nipọn 3 mm nipọn ni kikun ni a lo lati ṣẹda apẹrẹ titobi nla akọkọ.
Ilana atilẹyin ni a gba bi apakan apẹrẹ ti nronu akojọpọ. Fere gbogbo awọn eroja ni o ni ipa nipasẹ rẹ. Ṣeun si ọna iṣelọpọ afikun, o tun jẹ aarin ti ilana iṣelọpọ oni-nọmba. Thermoplastics ti wa ni ilọsiwaju nipasẹ fusing. Eyi jẹ ki o ṣee ṣe lati lo nọmba nla ti awọn polima oriṣiriṣi fun awọn ohun elo kan pato. Topology ti awọn eroja akọkọ le ṣe apẹrẹ pẹlu tcnu oriṣiriṣi ti o da lori iṣẹ wọn. Fun idi eyi, apẹrẹ apẹrẹ le pin si awọn ẹka apẹrẹ mẹrin wọnyi: apẹrẹ igbekale, apẹrẹ iṣẹ, apẹrẹ ẹwa, ati apẹrẹ iṣelọpọ. Ẹka kọọkan le ni awọn idi oriṣiriṣi, eyiti o le ja si oriṣiriṣi topologies.
Lakoko ikẹkọ alakoko, diẹ ninu awọn apẹrẹ akọkọ ni idanwo fun ibamu ti apẹrẹ wọn [11]. Lati oju-ọna ẹrọ ẹrọ, aaye ipilẹ to kere julọ ti akoko mẹta ti gyroscope jẹ doko pataki. Eyi n pese resistance darí giga si atunse ni lilo ohun elo kekere ti o jo. Ni afikun si awọn ẹya ipilẹ cellular ti a tun ṣe ni awọn agbegbe dada, topology tun le ṣe ipilẹṣẹ nipasẹ awọn ilana wiwa apẹrẹ miiran. Iran laini wahala jẹ ọkan ninu awọn ọna ti o ṣee ṣe lati mu lile ga ni iwuwo ti o kere julọ ti o ṣeeṣe [13]. Bibẹẹkọ, eto oyin, ti a lo pupọ ni awọn iṣelọpọ ipanu, ti lo bi aaye ibẹrẹ fun idagbasoke ti laini iṣelọpọ. Fọọmu ipilẹ yii nyorisi ilọsiwaju iyara ni iṣelọpọ, ni pataki nipasẹ siseto irinṣẹ irinṣẹ irọrun. Iwa rẹ ni awọn panẹli akojọpọ ti ni iwadi lọpọlọpọ [14, 15, 16] ati irisi le yipada ni ọpọlọpọ awọn ọna nipasẹ paramita ati pe o tun le lo fun awọn imọran iṣapeye akọkọ.
Awọn polima thermoplastic pupọ wa lati ronu nigbati o ba yan polima kan, da lori ilana extrusion ti a lo. Awọn iwadii alakoko akọkọ ti awọn ohun elo kekere ti dinku nọmba awọn polima ti a ro pe o dara fun lilo ni awọn facades [11]. Polycarbonate (PC) jẹ ileri nitori idiwọ ooru rẹ, resistance UV ati rigidity giga. Nitori afikun imọ-ẹrọ ati idoko-owo ti o nilo lati ṣe ilana polycarbonate, ethylene glycol modified polyethylene terephthalate (PETG) ni a lo lati ṣe awọn apẹrẹ akọkọ. O rọrun ni pataki lati ṣe ilana ni awọn iwọn otutu kekere pẹlu eewu kekere ti aapọn gbona ati abuku paati. Afọwọkọ ti o han nibi ni a ṣe lati PETG ti a tunlo ti a pe ni PIPG. Ohun elo naa ti gbẹ ni iṣaaju ni 60°C fun o kere ju wakati mẹrin, a si ṣe ilana sinu awọn granules pẹlu akoonu okun gilasi kan ti 20% [17].
Awọn alemora pese kan to lagbara mnu laarin awọn polima mojuto be ati awọn tinrin gilasi ideri. Nigbati awọn panẹli akojọpọ ba wa labẹ awọn ẹru titan, awọn isẹpo alemora wa labẹ wahala rirẹ. Nitorinaa, alemora ti o le koko ni o fẹ ati pe o le dinku ilọkuro. Awọn adhesives kuro tun ṣe iranlọwọ lati pese didara wiwo giga nigbati a so mọ gilasi kuro. Ohun pataki miiran nigbati o yan alemora jẹ iṣelọpọ ati isọpọ sinu awọn ilana iṣelọpọ adaṣe. Nibi UV curing adhesives pẹlu awọn akoko imularada ti o rọ le jẹ ki o rọrun pupọ ni aye ti awọn ipele ideri. Da lori awọn idanwo alakoko, ọpọlọpọ awọn adhesives ni idanwo fun ibamu wọn fun awọn panẹli akojọpọ gilasi tinrin [18]. Loctite® AA 3345™ UV acrylate curable [19] fihan pe o dara ni pataki fun ilana atẹle.
Lati lo anfani ti awọn iṣeeṣe ti iṣelọpọ aropo ati irọrun ti gilasi tinrin, gbogbo ilana ni a ṣe lati ṣiṣẹ ni oni-nọmba ati parametrically. Grasshopper ti lo bi wiwo siseto wiwo, yago fun awọn atọkun laarin awọn eto oriṣiriṣi. Gbogbo awọn ilana (imọ-ẹrọ, imọ-ẹrọ ati iṣelọpọ) yoo ṣe atilẹyin ati ṣe iranlowo fun ara wọn ni faili kan pẹlu esi taara lati ọdọ oniṣẹ. Ni ipele yii ti iwadii naa, ṣiṣiṣẹ ṣi wa labẹ idagbasoke ati tẹle ilana ti o han ni Nọmba 2. Awọn ibi-afẹde oriṣiriṣi le ṣe akojọpọ si awọn ẹka laarin awọn ilana.
Botilẹjẹpe iṣelọpọ awọn panẹli sandwich ninu iwe yii ti jẹ adaṣe adaṣe pẹlu apẹrẹ-centric olumulo ati igbaradi iṣelọpọ, iṣọpọ ati afọwọsi ti awọn irinṣẹ imọ-ẹrọ kọọkan ko ti ni imuse ni kikun. Da lori apẹrẹ parametric ti geometry facade, o ṣee ṣe lati ṣe apẹrẹ ikarahun ita ti ile ni ipele macro (facade) ati meso (awọn panẹli facade). Ni igbesẹ keji, lupu esi ẹrọ imọ-ẹrọ ni ero lati ṣe iṣiro aabo ati ibaramu bii ṣiṣeeṣe ti iṣelọpọ ogiri aṣọ-ikele. Nikẹhin, awọn panẹli abajade ti ṣetan fun iṣelọpọ oni-nọmba. Eto naa ṣe ilana igbekalẹ ipilẹ ti o dagbasoke ni koodu G-ẹrọ ti o ṣee ṣe ati murasilẹ fun iṣelọpọ aropo, iṣẹ-ipin-iyọkuro ati isọpọ gilasi.
Ilana apẹrẹ ni a kà ni awọn ipele oriṣiriṣi meji. Ni afikun si otitọ pe apẹrẹ macro ti awọn facades ni ipa lori geometry ti nronu akojọpọ kọọkan, topology ti mojuto funrararẹ tun le ṣe apẹrẹ ni ipele meso. Nigbati o ba nlo awoṣe facade parametric, apẹrẹ ati irisi le ni ipa nipasẹ awọn abala facade apẹẹrẹ nipa lilo awọn sliders ti o han ni Nọmba 3. Bayi, lapapọ dada ni ipilẹ ti iwọn-itumọ ti olumulo ti o le jẹ ibajẹ nipa lilo awọn ifamọra ojuami ati iyipada nipasẹ ti n ṣalaye iwọn ti o kere julọ ati iwọn abuku ti o pọju. Eyi pese iwọn giga ti irọrun ni apẹrẹ ti awọn envelopes ile. Bibẹẹkọ, alefa ominira yii ni opin nipasẹ awọn idiwọ imọ-ẹrọ ati iṣelọpọ, eyiti lẹhinna ṣere nipasẹ awọn algoridimu ni apakan imọ-ẹrọ.
Ni afikun si giga ati iwọn ti gbogbo facade, pipin awọn panẹli facade ti pinnu. Bi fun awọn panẹli facade kọọkan, wọn le ṣe alaye ni deede diẹ sii ni ipele meso. Eyi ni ipa lori topology ti eto mojuto funrararẹ, bakanna bi sisanra ti gilasi naa. Awọn oniyipada meji wọnyi, bakanna bi iwọn ti nronu, ni ibatan pataki pẹlu awoṣe ṣiṣe ẹrọ ẹrọ. Apẹrẹ ati idagbasoke ti gbogbo macro ati ipele meso le ṣee ṣe ni awọn ofin ti iṣapeye ni awọn ẹka mẹrin ti eto, iṣẹ, aesthetics ati apẹrẹ ọja. Awọn olumulo le ṣe idagbasoke iwo gbogbogbo ati rilara ti apoowe ile nipa fifi awọn agbegbe wọnyi ṣaju.
Ise agbese na ni atilẹyin nipasẹ apakan imọ-ẹrọ nipa lilo loop esi. Ni ipari yii, awọn ibi-afẹde ati awọn ipo aala ti wa ni asọye ni ẹka iṣapeye ti o han ni Fig. 2. Wọn pese awọn ọna opopona ti o ṣee ṣe ni imọ-ẹrọ, ohun ti ara, ati ailewu lati kọ lati oju-ọna imọ-ẹrọ, eyiti o ni ipa pataki lori apẹrẹ. Eyi ni aaye ibẹrẹ fun ọpọlọpọ awọn irinṣẹ ti o le ṣepọ taara sinu Grasshopper. Ninu awọn iwadii siwaju, awọn ohun-ini ẹrọ le ṣe ayẹwo ni lilo Itupalẹ Element Finite (FEM) tabi paapaa awọn iṣiro itupalẹ.
Ni afikun, awọn iwadii itankalẹ oorun, itupalẹ laini-oju, ati awoṣe gigun akoko oorun le ṣe iṣiro ipa ti awọn panẹli akojọpọ lori fisiksi kikọ. O ṣe pataki lati ma ṣe idinwo iyara pupọ, ṣiṣe ati irọrun ti ilana apẹrẹ. Bii iru bẹẹ, awọn abajade ti o gba nibi ti ṣe apẹrẹ lati pese itọsọna afikun ati atilẹyin si ilana apẹrẹ ati kii ṣe aropo fun itupalẹ alaye ati idalare ni ipari ilana apẹrẹ. Eto ilana yii fi ipilẹ lelẹ fun iwadii isọri siwaju sii fun awọn abajade ti a fihan. Fun apẹẹrẹ, diẹ ni a ti mọ nipa ihuwasi ẹrọ ti awọn panẹli akojọpọ labẹ ọpọlọpọ ẹru ati awọn ipo atilẹyin.
Ni kete ti apẹrẹ ati imọ-ẹrọ ti pari, awoṣe ti ṣetan fun iṣelọpọ oni-nọmba. Ilana iṣelọpọ ti pin si awọn ipele-ipele mẹrin (Fig. 4). Ni akọkọ, igbekalẹ akọkọ jẹ iṣelọpọ ni afikun ni lilo ohun elo titẹ sita 3D roboti titobi kan. Ilẹ naa lẹhinna jẹ ọlọ ni lilo eto roboti kanna lati mu didara dada ti o nilo fun isunmọ to dara. Lẹhin ọlọ, a lo alemora lẹgbẹẹ eto ipilẹ nipa lilo eto iwọn lilo ti a ṣe apẹrẹ pataki ti a gbe sori ẹrọ roboti kanna ti a lo fun titẹjade ati ilana lilọ. Lakotan, gilasi ti fi sori ẹrọ ati gbele ṣaaju ṣiṣe itọju UV ti apapọ asopọ.
Fun iṣelọpọ aropo, topology asọye ti eto ipilẹ gbọdọ jẹ tumọ si ede ẹrọ CNC (GCode). Fun aṣọ ile ati awọn abajade didara giga, ibi-afẹde ni lati tẹjade Layer kọọkan laisi nozzle extruder ja bo kuro. Eyi ṣe idilọwọ titẹ apọju ti aifẹ ni ibẹrẹ ati opin gbigbe. Nitorinaa, iwe afọwọkọ iran itọpa ti nlọsiwaju ni a kọ fun apẹrẹ sẹẹli ti a lo. Eyi yoo ṣẹda polyline lemọlemọfún parametric pẹlu ibẹrẹ kanna ati awọn aaye ipari, eyiti o ṣe deede si iwọn nronu ti a yan, nọmba ati iwọn awọn oyin gẹgẹbi apẹrẹ fun apẹrẹ. Ni afikun, awọn paramita bii iwọn laini ati giga laini le jẹ pato ṣaaju fifi awọn laini lati ṣaṣeyọri giga ti o fẹ ti eto akọkọ. Igbesẹ ti o tẹle ninu iwe afọwọkọ ni lati kọ awọn aṣẹ G-koodu.
Eyi ni a ṣe nipasẹ gbigbasilẹ awọn ipoidojuko ti aaye kọọkan lori laini pẹlu alaye ẹrọ afikun gẹgẹbi awọn aake miiran ti o yẹ fun ipo ati iṣakoso iwọn didun extrusion. Abajade G-koodu le lẹhinna gbe lọ si awọn ẹrọ iṣelọpọ. Ni apẹẹrẹ yii, apa robot ile-iṣẹ Comau NJ165 lori iṣinipopada laini ni a lo lati ṣakoso extruder CEAD E25 ni ibamu si koodu G-nọmba (Aworan 5). Afọwọkọ akọkọ ti a lo PETG ile-iṣẹ lẹhin-iṣẹ pẹlu akoonu okun gilasi ti 20%. Ni awọn ofin ti idanwo ẹrọ, iwọn ibi-afẹde sunmọ iwọn ile-iṣẹ ikole, nitorinaa awọn iwọn ti eroja akọkọ jẹ 1983 × 876 mm pẹlu awọn sẹẹli 6 × 4 oyin. 6 mm ati 2 mm ga.
Awọn idanwo alakoko ti fihan pe iyatọ wa ni agbara alemora laarin alemora ati resini titẹ sita 3D da lori awọn ohun-ini dada rẹ. Lati ṣe eyi, awọn apẹẹrẹ idanwo iṣelọpọ iṣelọpọ ti wa ni glued tabi ti a fi si gilasi ati tẹriba si ẹdọfu tabi irẹrun. Lakoko sisẹ ẹrọ alakọbẹrẹ ti dada polima nipasẹ milling, agbara pọ si ni pataki (olusin 6). Ni afikun, o mu flatness ti awọn mojuto ati idilọwọ awọn abawọn ṣẹlẹ nipasẹ lori-extrusion. UV curable LOCTITE® AA 3345™ [19] acrylate ti a lo nibi jẹ ifarabalẹ si awọn ipo sisẹ.
Eyi nigbagbogbo ṣe abajade ni iyapa boṣewa ti o ga julọ fun awọn ayẹwo idanwo mnu. Lẹhin iṣelọpọ aropọ, eto ipilẹ jẹ ọlọ lori ẹrọ milling profaili kan. G-koodu ti o nilo fun iṣẹ ṣiṣe yii jẹ ipilẹṣẹ laifọwọyi lati awọn ọna irinṣẹ ti a ṣẹda tẹlẹ fun ilana titẹ sita 3D. Ilana mojuto nilo lati tẹjade die-die ti o ga ju giga mojuto ti a pinnu lọ. Ni apẹẹrẹ yii, eto ipilẹ ti o nipọn 18 mm ti dinku si 14 mm.
Apakan ilana iṣelọpọ jẹ ipenija nla fun adaṣe ni kikun. Lilo awọn adhesives gbe awọn ibeere giga lori deede ati konge awọn ẹrọ. Eto iwọn lilo pneumatic ni a lo lati lo alemora lẹgbẹẹ eto ipilẹ. O ti wa ni irin-nipasẹ awọn robot pẹlú awọn milling dada ni ibamu pẹlu awọn telẹ ọpa ona. O wa ni jade wipe rirọpo awọn ibile Italolobo pinpin pẹlu fẹlẹ jẹ paapa anfani. Eyi ngbanilaaye awọn alemora viscosity kekere lati pin ni iṣọkan nipasẹ iwọn didun. Iye yii jẹ ipinnu nipasẹ titẹ ninu eto ati iyara ti roboti. Fun pipe ti o ga julọ ati didara imora giga, awọn iyara irin-ajo kekere ti 200 si 800 mm / min ni o fẹ.
Acrylate pẹlu iki aropin ti 1500 mPa * s ni a lo si ogiri ti polymer core 6 mm fife nipa lilo fẹlẹ dosing pẹlu iwọn ila opin inu ti 0.84 mm ati iwọn fẹlẹ ti 5 ni titẹ lilo ti 0.3 si 0.6 mbar. mm. Lẹẹmọ ti wa ni tan lori awọn dada ti awọn sobusitireti ati awọn fọọmu kan 1 mm Layer nipọn nitori dada ẹdọfu. Ipinnu gangan ti sisanra alemora ko le ṣe adaṣe ni adaṣe. Iye akoko ilana naa jẹ ami pataki fun yiyan alemora kan. Eto ipilẹ ti a ṣejade nibi ni gigun orin kan ti 26 m ati nitorinaa akoko ohun elo ti awọn iṣẹju 30 si 60.
Lẹhin lilo alemora, fi sori ẹrọ window ti o ni ilọpo meji ni aaye. Nitori sisanra kekere ti ohun elo naa, gilasi tinrin ti ni ailagbara tẹlẹ nipasẹ iwuwo tirẹ ati nitorinaa o gbọdọ wa ni ipo ni deede bi o ti ṣee. Fun eyi, awọn agolo fifa gilasi pneumatic pẹlu awọn ago mimu ti a tuka ni akoko ni a lo. O ti wa ni gbe lori paati lilo a Kireni, ati ni ojo iwaju le wa ni gbe taara lilo awọn roboti. A fi awo gilasi naa ni afiwe si oju ti mojuto lori Layer alemora. Nitori iwuwo fẹẹrẹfẹ, awo gilasi afikun (4 si 6 mm nipọn) mu titẹ sii lori rẹ.
Abajade yẹ ki o jẹ jijo pipe ti dada gilasi lẹgbẹẹ eto ipilẹ, bi o ṣe le ṣe idajọ lati ayewo wiwo akọkọ ti awọn iyatọ awọ ti o han. Ilana ohun elo naa tun le ni ipa pataki lori didara apapọ asopọ ti o kẹhin. Ni kete ti a ba so pọ, awọn panẹli gilasi ko gbọdọ gbe nitori eyi yoo ja si iyọkuro alemora ti o han lori gilasi ati awọn abawọn ninu Layer alemora gangan. Nikẹhin, alemora naa jẹ imularada pẹlu itọsi UV ni gigun ti 365 nm. Lati ṣe eyi, atupa UV kan pẹlu iwuwo agbara ti 6 mW/cm2 ti wa ni diėdiẹ kọja lori gbogbo ilẹ alemora fun 60 s.
Imọye ti iwuwo fẹẹrẹ ati isọdi ti awọn panẹli akojọpọ gilasi tinrin pẹlu afikun iṣelọpọ polymer mojuto ti a jiroro nibi ti pinnu fun lilo ni awọn facades iwaju. Nitorinaa, awọn panẹli akojọpọ gbọdọ wa ni ibamu pẹlu awọn iṣedede iwulo ati pade awọn ibeere fun awọn ipinlẹ opin iṣẹ (SLS), awọn ipinlẹ opin agbara ipari (ULS) ati awọn ibeere aabo. Nitorinaa, awọn panẹli akojọpọ gbọdọ jẹ ailewu, lagbara, ati lile to lati koju awọn ẹru (gẹgẹbi awọn ẹru dada) laisi fifọ tabi ibajẹ pupọ. Lati ṣe iwadii idahun ẹrọ ti awọn panẹli akojọpọ gilasi tinrin ti tẹlẹ (gẹgẹbi a ti ṣalaye ninu apakan Idanwo Mechanical), wọn tẹriba si awọn idanwo fifuye afẹfẹ bi a ti ṣalaye ni apakan atẹle.
Idi ti idanwo ti ara ni lati ṣe iwadi awọn ohun-ini ẹrọ ti awọn panẹli akojọpọ ti awọn odi ita labẹ awọn ẹru afẹfẹ. Ni ipari yii, awọn panẹli akojọpọ ti o wa ninu 3 mm nipọn nipọn gilasi ita gbangba ti o nipọn ati 14 mm ti o nipọn ti o nipọn (lati PIPG-GF20) ni a ṣe gẹgẹ bi a ti ṣalaye loke nipa lilo adhesive Henkel Loctite AA 3345 (Fig. 7 osi). )). . Awọn panẹli akojọpọ lẹhinna ni a so mọ fireemu atilẹyin igi pẹlu awọn skru irin ti o wa nipasẹ fireemu igi ati sinu awọn ẹgbẹ ti ipilẹ akọkọ. Awọn skru 30 ni a gbe ni ayika agbegbe ti nronu (wo laini dudu ni apa osi ni aworan 7) lati tun ṣe awọn ipo atilẹyin laini ni ayika agbegbe ni pẹkipẹki bi o ti ṣee.
Fireemu idanwo naa lẹhinna ni edidi si odi idanwo ita nipa lilo titẹ afẹfẹ tabi fifa afẹfẹ lẹhin igbimọ akojọpọ (Aworan 7, oke apa ọtun). Eto ibaramu oni-nọmba kan (DIC) ni a lo lati ṣe igbasilẹ data. Lati ṣe eyi, gilasi ti ita ti akojọpọ apapo ti wa ni bo pelu iwe rirọ tinrin ti a tẹ lori rẹ pẹlu apẹrẹ ariwo pearline (Fig. 7, isalẹ ọtun). DIC nlo awọn kamẹra meji lati ṣe igbasilẹ ipo ibatan ti gbogbo awọn aaye wiwọn lori gbogbo dada gilasi. Awọn aworan meji fun iṣẹju kan ni a gbasilẹ ati lo fun igbelewọn. Awọn titẹ ninu yara, ti yika nipasẹ apapo paneli, ti wa ni pọ nipa ọna ti a àìpẹ ni 1000 Pa increments soke si kan ti o pọju iye ti 4000 Pa, ki kọọkan fifuye ipele ti wa ni muduro fun 10 aaya.
Iṣeto ti ara ti idanwo naa tun jẹ aṣoju nipasẹ awoṣe nọmba pẹlu awọn iwọn jiometirika kanna. Fun eyi, eto nomba Ansys Mechanical ti lo. Eto ipilẹ jẹ apapo jiometirika nipa lilo awọn eroja hexagonal SOLID 185 pẹlu awọn ẹgbẹ 20 mm fun gilasi ati awọn eroja tetrahedral SOLID 187 pẹlu awọn ẹgbẹ 3 mm. Lati jẹ ki awoṣe rọrun, ni ipele ikẹkọ yii, a ro pe acrylate ti a lo jẹ apere ti kosemi ati tinrin, ati pe o jẹ asọye bi asopọ lile laarin gilasi ati ohun elo mojuto.
Awọn paneli apapo ti wa ni titọ ni ila ti o tọ ni ita ita mojuto, ati awọn gilasi nronu ti wa ni abẹ si kan dada titẹ fifuye pa 4000 Pa. Biotilejepe jiometirika nononlinearities won ya sinu iroyin ninu awọn modeli, nikan laini awọn ohun elo ti awọn awoṣe ti a lo ni ipele yii ti iwadi. Botilẹjẹpe eyi jẹ arosinu ti o wulo fun idahun rirọ laini ti gilasi (E = 70,000 MPa), ni ibamu si iwe data ti olupese ti ohun elo mojuto polymeric (viscoelastic) [17], lile laini E = 8245 MPa ni a lo ninu Onínọmbà lọwọlọwọ yẹ ki o gbero ni ṣoki ati pe yoo ṣe iwadi ni iwadii iwaju.
Awọn abajade ti a gbekalẹ nibi ni a ṣe ayẹwo ni akọkọ fun awọn abuku ni awọn ẹru afẹfẹ ti o pọju to 4000 Pa (= ˆ4kN/m2). Fun eyi, awọn aworan ti o gba silẹ nipasẹ ọna DIC ni a ṣe afiwe pẹlu awọn esi ti iṣiro nọmba (FEM) (Fig. 8, isalẹ ọtun). Lakoko ti igara lapapọ ti o dara julọ ti 0 mm pẹlu awọn atilẹyin laini “bojumu” ni agbegbe eti (ie, agbegbe nronu) ni iṣiro ni FEM, iyipada ti ara ti agbegbe eti gbọdọ wa ni akiyesi nigbati o ba ṣe iṣiro DIC. Eyi jẹ nitori awọn ifarada fifi sori ẹrọ ati abuku ti fireemu idanwo ati awọn edidi rẹ. Fun lafiwe, iṣipopada apapọ ni agbegbe eti (laini funfun ti o fọ ni eeya. 8) ti yọkuro lati iṣipopada ti o pọju ni aarin ti nronu naa. Awọn iṣipopada ti a pinnu nipasẹ DIC ati FEA ni a ṣe afiwe ni Tabili 1 ati pe a fihan ni ayaworan ni igun apa osi oke ti aworan 8.
Awọn ipele fifuye mẹrin ti a lo ti awoṣe adanwo ni a lo bi awọn aaye iṣakoso fun igbelewọn ati iṣiro ni FEM. Iyipo aarin ti o pọju ti awopọpọpọ ni ipo ti a ko gbejade ni ipinnu nipasẹ awọn wiwọn DIC ni ipele fifuye ti 4000 Pa ni 2.18 mm. Lakoko ti awọn iṣipopada FEA ni awọn ẹru kekere (to 2000 Pa) tun le tun ṣe deede awọn iye idanwo, ilosoke ti kii ṣe laini ni igara ni awọn ẹru giga ko le ṣe iṣiro deede.
Sibẹsibẹ, awọn ijinlẹ ti fihan pe awọn panẹli akojọpọ le ṣe idiwọ awọn ẹru afẹfẹ to gaju. Agbara giga ti awọn panẹli iwuwo fẹẹrẹ duro ni pataki. Lilo awọn iṣiro analitikali ti o da lori ilana laini ti awọn awo Kirchhoff [20], abuku ti 2.18 mm ni 4000 Pa ni ibamu pẹlu abuku ti awo gilasi kan 12 mm nipọn labẹ awọn ipo aala kanna. Bi abajade, sisanra ti gilasi (eyiti o jẹ aladanla agbara ni iṣelọpọ) ninu nronu akojọpọ le dinku si gilasi 2 x 3mm, ti o mu ki ohun elo pamọ ti 50%. Idinku iwuwo gbogbogbo ti nronu pese awọn anfani afikun ni awọn ofin ti apejọ. Lakoko ti nronu akojọpọ 30 kg le ni irọrun mu nipasẹ eniyan meji, panẹli gilasi 50 kg ibile nilo atilẹyin imọ-ẹrọ lati gbe lailewu. Lati le ṣe aṣoju ihuwasi ẹrọ ni deede, awọn awoṣe nọmba alaye diẹ sii yoo nilo ni awọn ikẹkọ iwaju. Itupalẹ ohun elo ipari le jẹ imudara siwaju sii pẹlu awọn awoṣe ohun elo ti kii ṣe lainidi pupọ fun awọn polima ati awoṣe ifaramọ alemora.
Idagbasoke ati ilọsiwaju ti awọn ilana oni-nọmba ṣe ipa pataki ni imudarasi iṣẹ-aje ati iṣẹ ayika ni ile-iṣẹ ikole. Ni afikun, lilo gilasi tinrin ni awọn facades ṣe ileri agbara ati awọn ifowopamọ orisun ati ṣi awọn aye tuntun fun faaji. Bibẹẹkọ, nitori sisanra kekere ti gilasi, awọn solusan apẹrẹ tuntun ni a nilo lati fi agbara mu gilasi naa daradara. Nitorinaa, iwadii ti a gbekalẹ ninu nkan yii ṣawari imọran ti awọn panẹli akojọpọ ti a ṣe lati gilasi tinrin ati awọn ẹya mojuto mojuto polymer ti a tẹjade 3D ti a fikun. Gbogbo ilana iṣelọpọ lati apẹrẹ si iṣelọpọ ti jẹ digitized ati adaṣe. Pẹlu iranlọwọ ti Grasshopper, iṣan-iṣẹ faili-si-ile-iṣẹ ni idagbasoke lati jẹ ki lilo awọn panẹli akojọpọ gilasi tinrin ni awọn facades iwaju.
Iṣelọpọ ti apẹrẹ akọkọ ṣe afihan iṣeeṣe ati awọn italaya ti iṣelọpọ roboti. Lakoko ti iṣelọpọ aropo ati iyokuro ti wa ni imudara daradara tẹlẹ, ohun elo alemora adaṣe adaṣe ni kikun ati apejọ ni pataki ṣafihan awọn italaya afikun lati koju ni iwadii iwaju. Nipasẹ idanwo ẹrọ alakoko ati awoṣe iwadii eroja ipari ti o somọ, o ti han pe iwuwo fẹẹrẹ ati awọn panẹli gilaasi tinrin pese lile titọ fun awọn ohun elo facade ti wọn pinnu, paapaa labẹ awọn ipo fifuye afẹfẹ nla. Iwadii ti awọn onkọwe ti nlọ lọwọ yoo ṣe iwadii siwaju agbara ti awọn panẹli akojọpọ gilasi tinrin ti o ni oni nọmba fun awọn ohun elo facade ati ṣafihan imunadoko wọn.
Awọn onkọwe yoo fẹ lati dupẹ lọwọ gbogbo awọn alatilẹyin ti o ni nkan ṣe pẹlu iṣẹ iwadii yii. Ṣeun si eto igbeowosile EFRE SAB ti owo lati awọn owo European Union ni irisi ẹbun No. 100537005. Ni afikun, AiF-ZIM ni a mọ fun igbeowosile iṣẹ iwadi iwadi Glasfur3D (nọmba ẹbun ZF4123725WZ9) ni ifowosowopo pẹlu Glaswerkstätten Glas Ahne, eyiti o pese atilẹyin pataki fun iṣẹ iwadi yii. Nikẹhin, Friedrich Siemens Laboratory ati awọn alabaṣiṣẹpọ rẹ, paapaa Felix Hegewald ati oluranlọwọ ọmọ ile-iwe Jonathan Holzerr, jẹwọ atilẹyin imọ-ẹrọ ati imuse ti iṣelọpọ ati idanwo ti ara ti o ṣe ipilẹ fun iwe yii.