Ymchwil ar Wella Torri Silindrau Alwminiwm Tenau yn Fanwl Gywir â Laser
Cydnabyddir UnimaQ fel arweinydd byd ym maes gweithgynhyrchu peiriannau a chyfarpar addurno cyflym ar gyfer caniau diodydd. Mae’r cwmni hefyd yn ymroddedig i ddylunio offer creu caniau’r genhedlaeth nesaf, a fydd nid yn unig yn caniatáu mwy o hyblygrwydd wrth brosesu, ond hefyd yn codi lefelau effeithlonrwydd ac yn lleihau’r ynni a ddefnyddir.
Ar hyn o bryd maen nhw’n datblygu peiriant laser arloesol ar gyfer tocio caniau, ac maent ran o’r ffordd at greu prototeip gweithredol. Eu targed yw datblygu’r prototeip yn gynnyrch sy’n barod i’w weithgynhyrchu a’i werthu’n fasnachol, ond mae angen ymchwilio ymhellach i gadarnhau bod hynny’n ddichonadwy cyn ystyried cam masnacholi.
Heiriau
Bu UnimaQ yn cydweithio ag ASTUTE 2020 ar ddull seiliedig ar ymchwil wrth ddatblygu eu peiriant tocio caniau â laser.
Canfu adolygiad o’r llenyddiaeth fod ymchwil a gyhoeddwyd yn ddiweddar ar ddichonoldeb torri haenau metel â laser yn cyflwyno dadleuon oedd yn gwrthddweud ei gilydd. Gan gadw hyn mewn cof, penderfynodd y prosiect cydweithredol ymdrin â’r cwestiynau ymchwil canlynol a’u profi:
- Beth yw’r dull gorau o echdynnu’n effeithiol y gronynnau llwch a gynhyrchir wrth dorri caniau alwminiwm tenau â laser?
- Beth yw priodweddau deunydd mecanyddol a thermol caniau alwminiwm a ffurfiwyd?
- Beth yw holltau torri, morffoleg, a phriodweddau deinameg hylif y llwch a gynhyrchir yn ystod y broses torri â laser?
Datrysiad
Trwy gydweithio, cafodd y ddau barti wybodaeth newydd am ddargludiad gwres, llif deunydd, ac esblygiad cyfnodau wrth dorri aloi alwminiwm â laser, a datblygwyd sgiliau ymarferol i optimeiddio’r broses.
Defnyddiwyd modelu cyfrifiadurol i werthuso’r patrwm llif a dadansoddi pa mor effeithlon y casglwyd gronynnau alwminiwm yn y system echdynnu llwch. Ar sail y canfyddiadau, datblygodd y tîm alluoedd ymarferol i leihau’r llwch a gynhyrchir yn ystod y broses dorri, a llwyddwyd i awgrymu offer addas ar gyfer echdynnu unrhyw lwch na ellid ei osgoi ac allyriadau mygdarth a grëwyd. Buont hefyd yn optimeiddio’r paramedrau prosesu ar gyfer torri â laser, a’r system echdynnu a hidlo oedd yn cyfrannu at gyflawni cyflymder torri uwch.
I ddilysu’r arbrofion, gwnaeth UnimaQ yr addasiadau angenrheidiol i’w prototeip a chasglu delweddau fflach yn ystod y broses o dorri â laser er mwyn arddangos patrwm llif y gronynnau llwch a gynhyrchid. Profwyd system echdynnu’r prototeip gan UnimaQ o dan wahanol bwerau laser, buaneddau ffroenell aer, a lleoliadau ffroenell.
Casglodd ASTUTE 2020+ hefyd samplau o ganiau a dorrwyd er mwyn dadansoddi’r forffoleg, hollt y toriad, a maint a siâp y gronynnau llwch a gynhyrchir, sy’n glynu wrth waliau’r caniau, ac yn eu halogi. Rhannwyd eu canfyddiadau gyda’r cwmni fel bod ganddynt ddealltwriaeth gadarn o ddeinameg hylif y gronynnau, y gellir ei hymgorffori a’i defnyddio i ddylanwadu ar unrhyw waith datblygu cynnyrch yn y dyfodol.
Effaith
Llwyddodd y prosiect ymchwil cydweithredol nid yn unig i ganfod y problemau cynhyrchu llwch oedd yn gysylltiedig â’r broses dorri, ond hefyd i’w lliniaru a’u goresgyn.
Cafwyd sawl dylanwad cadarnhaol ar y cwmni yn sgîl y prosiect, gan gynnwys:
- Datblygu system echdynnu ochrol newydd sy’n gwella effeithlonrwydd echdynnu gan ffactor o 9.
- Lliniaru’r risg tân posibl sy’n gysylltiedig â chynhyrchu gormodedd o lwch
- Lliniaru’r risg iechyd a achosir i staff sy’n gweithio gyda’r peiriant gan ronynnau llwch
- Lleihau gwastraff a defnydd deunyddiau o gymharu â thorri traddodiadol â chyllell
- Codwyd lefel parodrwydd technolegol y cwmni i TRL7 (sydd mor agos â phosibl at yr amgylchedd realistig a arsylwyd yn y broses weithgynhyrchu o fewn y cwmni) o TRL 4/5 (arddangos deunydd prototeip cwbl weithredol a ddilyswyd â phrofion labordy).
- Gallu i wreiddio elfennau ymchwil y prosiect hwn wrth ddatblygu cynnyrch yn y dyfodol
- Gallu i symud eu cynnyrch ymlaen i gam masnacholi yn dilyn sawl blwyddyn o brofi a methu aflwyddiannus cyn cydweithio.
