Reverse engineering en digitaal voorraadbeheer van 3D-printen van reserveonderdelen voor industriële apparatuur

Uitdagingen waarmee industrieel reserveonderdelenbeheer wordt geconfronteerd

Het reserveonderdelenbeheer van industriële apparatuur is een belangrijk onderdeel van de bedrijfsvoering en het onderhoud. Traditioneel beheer van reserveonderdelen wordt geconfronteerd met meerdere uitdagingen. Ten eerste wordt de levering van reserveonderdelen onderbroken. Oude modelapparatuur wordt stopgezet, de levering van originele reserveonderdelen wordt stopgezet en de inkoopkanalen worden verbroken. Ten tweede is er sprake van een voorraadachterstand. Om onderbreking van de levering te voorkomen, wordt een groot aantal reserveonderdelen opgeslagen, wat geld en magazijnruimte in beslag neemt. Ten derde is de leveringscyclus lang en duurt de aanschafcyclus van sommige geïmporteerde reserveonderdelen enkele maanden, wat de efficiëntie van het onderhoud van de apparatuur beïnvloedt. De vierde zijn de hoge kosten. De aankoopprijs van reserveonderdelen in kleine batches is veel hoger dan die van bulkaankoop. De vijfde is het ontbreken van tekeningen. Bij oude apparatuur ontbreken vaak volledige technische tekeningen en is het moeilijk om deze zelfstandig te vervaardigen. 3D-printtechnologie biedt nieuwe oplossingen voor deze uitdagingen. Door middel van reverse engineering en on-demand productie kan een onafhankelijke levering van reserveonderdelen worden bereikt.

Reverse engineering-technologie en -methoden

Reverse engineering is een technologie die de ontwerpinformatie van bestaande onderdelen omkeert door deze te analyseren. Veelgebruikte reverse-engineeringmethoden zijn onder meer: ​​3D-scannen, waarbij gebruik wordt gemaakt van laserscanning of gestructureerde lichtscanning om puntwolkgegevens van het oppervlak van een onderdeel te verkrijgen en het 3D-model te reconstrueren. CT-scanning, die de interne structuurinformatie van onderdelen verkrijgt via industriële CT, is geschikt voor complexe onderdelen in de binnenholte. Dimensionale meting, waarbij gebruik wordt gemaakt van hulpmiddelen zoals schuifmaten en coördinatenmeetmachines om de belangrijkste afmetingen van onderdelen te meten en het model in CAD-software te reconstrueren. Slice-analyse analyseert de interne structuur door onderdelen uit te snijden en dwarsdoorsnedebeelden te maken. Reverse engineering is niet alleen het omgekeerd zoeken naar geometrische vormen, maar omvat ook materiaalanalyse, procesanalyse en functionele analyse. Materiaalanalyse bepaalt de materiaalsamenstelling en prestaties van onderdelen, procesanalyse leidt het productieproces van onderdelen af, en functionele analyse begrijpt de rol van onderdelen in de apparatuur.

Voordelen van 3D-printen voor de productie van reserveonderdelen

3D-printen biedt unieke voordelen voor de productie van reserveonderdelen. De eerste is on-demand productie, waardoor het niet meer nodig is om reserveonderdelen en prints op voorraad te houden wanneer dat nodig is, waardoor de kapitaalbezetting en opslagruimte worden verminderd. De tweede is een snelle respons, van vraag tot levering, die binnen een paar dagen kan worden voltooid, waardoor de downtime aanzienlijk wordt verminderd. De derde is ontwerpoptimalisatie. Tijdens het reverse engineering-proces kan het oorspronkelijke ontwerp worden verbeterd om de prestaties van onderdelen te verbeteren of de levensduur te verlengen. De vierde is gelokaliseerde productie, die binnen of dichtbij het bedrijf kan worden afgedrukt om de logistieke schakels te verminderen. De vijfde is de productie van complexe structuren. Met 3D-printen kunnen complexe structurele onderdelen worden vervaardigd die met traditionele processen moeilijk te voltooien zijn. 3D-geprinte reserveonderdelen moeten materiaalprestaties, maatnauwkeurigheid en functionele gelijkwaardigheid garanderen, en kunnen worden geïnstalleerd en gebruikt nadat ze zijn getest en geverifieerd.

Platform voor digitaal voorraadbeheer

Digitale inventaris is een beheermodus die digitale modellen van reserveonderdelen in een database opslaat en indien nodig afdrukt. De kernfuncties van het digitale voorraadbeheerplatform zijn onder meer: ​​beheer van modelbibliotheken, het opslaan van driedimensionale modellen van reserveonderdelen, materiaalspecificaties, procesparameters en andere informatie. Vraagbeheer, registratie van de behoefte aan reserveonderdelen en printtaken. Printbeheer, planning van printbronnen en bijhouden van de printvoortgang. Kwaliteitsbeheer, registratie van printparameters en inspectiegegevens om de traceerbaarheid van de kwaliteit te garanderen. Kostenanalyse, statistieken van de productiekosten van reserveonderdelen en vergelijkende analyse met aanschafkosten. Het platform kan worden verbonden met het ERP-systeem om vraagvoorspellingen en automatische aanvullingsaanbevelingen te realiseren. Digitaal voorraadbeheer vereist het opzetten van volledige gegevensbeveiligings- en toegangscontrolemechanismen om de technische activa van het bedrijf te beschermen.

Kwaliteitsverificatie en risicobeheersing

Kwaliteitsverificatie van 3D-geprinte reserveonderdelen is een voorwaarde om veilig gebruik te garanderen. Het verificatieproces omvat: materiaalverificatie, waarbij wordt bevestigd dat de prestaties van het afdrukmateriaal voldoen aan de gebruikseisen van de onderdelen. Dimensionale verificatie, waarbij de grootte van het afgedrukte onderdeel wordt gemeten en vergeleken met het originele onderdeel om compatibiliteit van de montage te garanderen. Functionele verificatie, het simuleren van werkelijke werkomstandigheden om de functies van onderdelen te testen, zoals belasting, afdichting, transmissie, enz. Duurzaamheidsverificatie, die de verwachte levensduur van een onderdeel evalueert. Risicobeoordeling, het analyseren van de impact van defecten aan onderdelen en het bepalen van de vereisten op het verificatieniveau. Kritieke onderdelen vereisen een strengere verificatie, en niet-kritieke onderdelen kunnen op passende wijze worden vereenvoudigd. Verificatiegegevens moeten worden geregistreerd en gearchiveerd om een ​​basis te bieden voor daaropvolgende productie. Het wordt aanbevolen om standaardprocedures voor het printen van reserveonderdelen vast te stellen om het hele proces, van reverse engineering tot installatie en gebruik, te standaardiseren.