Quelle est la différence entre le support manuel et le support mécanique ?

1. Principe technique : passer du "experience-driven" au "data-driven"
La capacité des opérateurs à juger et à utiliser les outils est ce qui fait le fonctionnement du support manuel. Par exemple, lorsqu’ils travaillent avec des cupules acétabulaires en alliage de titane, les techniciens doivent utiliser des équipements tels que des pinces et des couteaux pour décoller lentement la structure de support tout en observant et en ressentant la sensation. Pour cette approche de travail en interaction directe « homme-machine matériel », l'opérateur doit avoir au moins cinq ans d'expertise et être certifié selon la norme ISO/ASTM 52921. Une compréhension approfondie des propriétés des matériaux est au cœur de sa technologie. Par exemple, la différence de coefficient de dilatation thermique entre le support en alliage à haute température -à base de nickel-et le substrat nécessite un contrôle précis de la température de chauffage (généralement entre 150 et 200 degrés) pour obtenir un pelage non-destructif.
Un système technologique numérique constitue la base de l’assistance mécanique. Le système d'automatisation robotique de Tuobo Additive Manufacturing en est un exemple. Il combine des robots à six-axes, des capteurs de force, un positionnement par vision 3D et des algorithmes d'IA. Pour travailler sur la chambre de combustion d'un moteur d'avion, le système réalise d'abord un modèle de nuage de points par balayage laser pour trouver les limites géométriques entre la structure porteuse et le substrat. Ensuite, la tête de polissage à force contrôlée-enlève le support couche par couche avec une précision de 0,1 N, tandis qu'un système de rétroaction en boucle fermée-lui permet de modifier les paramètres de traitement en temps réel. Ce mode « jumeau numérique + contrôle intelligent » permet d'usiner avec une précision de ± 0,05 mm, ce qui est bien meilleur que le niveau de ± 0,2 mm d'une opération manuelle.
2. Scénario applicatif : passage de la « personnalisation » à la « scalabilité »
Dans le monde de la personnalisation, le support fait main est ce qu’il y a de mieux. Lors de la fabrication d'implants médicaux, le corps de chaque patient est différent. Par exemple, les données CT sont utilisées pour fabriquer des prothèses d'articulation du genou sur mesure qui s'adaptent au corps de chaque personne. Lorsque vous utilisez la machine manuellement, vous pouvez facilement modifier le chemin de traitement pour éviter une coupe excessive- ou insuffisante-qui peut se produire lorsque le programme se solidifie dans le système mécanique. Une étude de cas d'une entreprise orthopédique révèle que le traitement manuel peut maintenir la valeur Ra ​​de la rugosité de surface de la prothèse à moins de 0,8 μm, ce qui est nécessaire pour la biocompatibilité.
Dans une production à grande échelle-, le support mécanique est la chose la plus importante. Lors de la fabrication de nombreuses pales de moteurs d'aviation, le système robot peut fonctionner 24 heures sur 24 et traiter 50 pièces par appareil et par jour. C'est 8 fois plus efficace que de le faire à la main. Le plus important est que la cohérence de son traitement s'est bien améliorée. Avec un contrôle de programme standardisé, la largeur de bande de tolérance de taille de différents lots de produits peut être compressée à 0,1 mm près. En revanche, en fonctionnement manuel, la largeur de bande de tolérance se situe généralement entre 0,3 et 0,5 mm en raison de la fatigue, des émotions et d'autres facteurs.
3. Efficacité et coût : passer de la « croissance linéaire » à « l'optimisation exponentielle »
En matière d’efficacité, le support mécanique présente de nombreux avantages. Par exemple, un type de tuyère de moteur-fusée comporte 127 canaux d’écoulement séparés à l’intérieur et un cadre de support de 3,2 mètres de long. Il faut 72 heures à quatre techniciens supérieurs pour travailler par équipes pour effectuer un traitement manuel, mais le système robotique peut être réalisé en seulement 18 heures sans aucune vérification à mi--arrêt. La capacité du système mécanique à traiter les choses en parallèle est ce qui le rend plus efficace. Le robot à six-axes peut exécuter trois têtes de polissage à la fois, c'est ainsi que fonctionne le processus de « détection de polissage par retrait ».
L'assistance mécanique a une structure de coûts à « intrants élevés et faible coût marginal ». Le coût initial de l'équipement est d'environ 2 millions de yuans, mais le coût de traitement de chaque pièce peut être réduit à 80 yuans par pièce (320 yuans par pièce pour la main d'œuvre). Une entreprise de construction aéronautique spécifique a découvert qu'après avoir utilisé un système automatisé, elle économisait plus de 4 millions de yuans par an sur les coûts de main-d'œuvre, réduisait le taux de rebut de 12 % à 3 % et augmentait l'efficacité globale de l'équipement (OEE) à 85 %. Ce qui est encore plus intéressant, c'est que le système mécanique peut s'adapter rapidement aux nouveaux éléments grâce à des mises à niveau du programme, tandis que le cycle de formation manuelle peut prendre jusqu'à six mois, ce qui rend les coûts de changement de système assez élevés.
4. Sécurité et protection de l'environnement : passer de la « protection passive » à la « gouvernance active »
Le principal avantage du support mécanique est qu’il permet de contrôler les risques de sécurité. La poussière provenant de l'impression 3D métallique après-traitement (PM2,5-PM10) est explosive, et la concentration explosive minimale (MEC) de la poussière d'alliage de titane n'est que de 30 g/m³. Même avec un système d'aspiration local, le niveau de poussière dans la zone de travail peut encore approcher 10 à 50 mg/m³ lorsque la machine est actionnée manuellement. C'est beaucoup plus élevé que la limite OSHA de 15 mg/m³. Le système mécanique utilise une chambre de travail à pression négative entièrement scellée, une filtration HEPA et un précipitateur électrostatique pour maintenir le niveau de poussière en dessous de 0,5 mg/m³ et réduire le risque d'explosion de 90 %.
Lorsqu'il s'agit de respecter les règles environnementales, les machines facilitent le passage du « traitement en fin de chaîne » au « contrôle à la source ». Les déchets liquides issus du polissage manuel, qui comprennent le liquide de coupe et les particules métalliques, doivent être traités comme des déchets dangereux. Cela peut coûter jusqu'à 8 000 yuans par tonne. La méthode mécanique réduit les déchets de 70 % grâce à l’utilisation d’une technologie de traitement à sec et de récupération des poussières. La poudre récupérée peut être utilisée immédiatement pour l'impression, créant ainsi un système de production en boucle fermée-. Une étude réalisée auprès d'une entreprise a montré qu'elle peut récupérer 92 % de sa poudre, ce qui lui permet d'économiser plus de 1,5 million de yuans par an en matières premières.