Европските производители на 3D печатачи набавуваат грејачи од силиконска гума за FDM платформи со голем формат

Во моето набљудување на европскиот пазар за производство на адитиви во текот на изминатите неколку години, видов дека пазарот доживува структурна промена во начинот на кој се специфицираат компонентите на грејачот.FDM платформа со голем форматс. Она што некогаш беше одлука за компонентите донесена доцна во процесот на дизајнирање на машината, стана приоритет во набавките на европските производители на 3Д печатачи кои се натпреваруваат во метриките за сигурност на печатењето во индустриски и професионални контексти. Промената е консиликонски гумен грејач за креветs, а одлуката за снабдување што порано беше едноставна - купување од локалниот европски дистрибутер на позната марка греалки - стана комплексна меѓународна вежба за квалификација на OEM.

Изминатите неколку години работев со европски машински производители кои се справуваат со оваа транзиција и сакам да споделам што научив за специфичните критериуми за квалификација што ги разликуваат успешните производители на оригинална опрема (OEM).силиконски гумен грејач за креветпрограма за набавки од онаа што произведува компоненти што изгледаат правилно во документацијата и предвреме не успеваат на терен. Разликата помеѓу овие два исхода не е првенствено во цената. Станува збор за длабочината на процесот на техничка квалификација што купувачот го применува пред да се обврзе на производствена нарачка.

Сакам да ви раскажам за проблем со квалификацијата со кој се соочив пред три години со производител на FDM платформи со голем формат во Холандија. Тие набавија грејачи од силиконска гума од кинески добавувач кој понуди атрактивна цена и обезбеди примерок од извештај за тестирање кој изгледаше сосема во ред. Примерокот ги помина сите тестови. Првата нарачка за производство пристигна и во рок од три месеци, стапката на неуспех на диелектричното тестирање при нивната дојдовна инспекција изнесуваше 15 проценти. Основната причина беше тоа што изолациониот систем во производствените грејачи беше оценет за диелектрична јачина од 750VAC, а не за 1250VAC што IEC 60335-1 го бара за класата на напон на нивната примена. Примерокот беше во ред затоа што беше рачно изработен прототип кој користеше различен изолациски систем од производствените единици. Производните единици беа изградени според целна цена, а не според спецификација. Тоа е видот на проблем што сакам да им помогнам на европските купувачи да го избегнат, а тоа е видот на проблем што ригорозен процес на квалификација ќе го открие пред да се нарача производство.

По тоа искуство, го променив начинот на кој пристапувам кон секој нов разговор за квалификација на OEM со европски купувач. Сега почнувам со прашување за специфичните услови на примена - работен напон, максимална температура на подлогата, околината во комората за градење и очекуваниот век на траење на грејачот во специфичниот дизајн на машината. Овие параметри на примена ги одредуваат инженерските спецификации што грејачот мора да ги исполни и без да ги разберете, невозможно е да се потврди дали понудата за грејач е технички соодветна или дали станува збор за примерок на грејач облечен да изгледа како производствена спецификација. Кога го споделувам овој пристап со европските производители на машини, тие постојано ми велат дека тоа е видот на систематска инженерска дисциплина што ја очекувале од нивниот добавувач на грејачи, но ретко ја добивале од кинеските производители што претходно ја евалуирале.

Причината зошто го споделувам ова ниво на технички детали е тоа што верувам дека европските производители на машини заслужуваат разговори со добавувачите што одат подалеку од преговорите за цената и дискусиите за времето на испорака. Производителите на машини кои успеваат на европскиот пазар на FDM со голем формат се оние кои ги третираат своите добавувачи на компоненти како инженерски партнери, а не како добавувачи на набавки. Тие ги споделуваат своите барања за апликација рано во разговорот, бараат податоци за термичка карактеризација пред да одобрат примероци и го одржуваат техничкиот дијалог во текот на целиот производствен однос. Тоа е моделот на ангажман што се обидувам да го воспоставам со секој нов клиент на Jingwei Heat, а тоа е моделот што постојано ги дава најдобрите резултати за двете страни.

Технички случај за грејачи на подлога од силиконска гума во голем формат FDM

Ги измерив термичките барања што ги наметнува 3D печатењето со голем формат FDM на системите со загреан слој, кои се фундаментално различни од оние што се среќаваат кај машините со стандарден волумен. Поголемата површина на слојот на платформа од 500 mm x 500 mm или 600 mm x 600 mm значи дека загубата на топлина на периметарот на слојот е пропорционално поголема во однос на вкупниот влез на топлина, во споредба со помал слој. Резултатот е дека униформноста на температурата низ површината на слојот станува попредизвикувачки инженерски проблем како што се зголемува големината на слојот. Температурен градиент од 5 степени Целзиусови низ слој од 200 mm е едвај забележлив во однос на квалитетот на печатењето. Температурен градиент од 5 степени низ слој од 600 mm може да предизвика искривување во првиот слој на отпечатоци со голем формат, особено со материјали како ABS, PETG или најлон кои имаат високи коефициенти на термичка контракција.

Открив дека грејачите на подлога од силиконска гума го решаваат овој проблем преку комбинација од својства на материјалите и геометријата на конструкцијата што грејачите од фолија и керамичките грејачи не можат да ги постигнат по еквивалентни ценовни точки за апликации со голем формат. Грејачот од силиконска гума обезбедува флексибилен, униформен извор на топлина што се прилагодува на површината на подлогата и одржува униформност на температурата во рамките на плус или минус 1,5 степени Целзиусови низ работната површина кога е правилно наведено. Грејачот се печати на подлога од силиконска гума зајакната со фиберглас користејќи техники на печатење со кола, создавајќи подлога за греење што ја дистрибуира енергијата низ целата површина на подлогата, наместо да се потпира на точкести извори на топлина.

Кога работам со европски машински градители кои дизајнираатFDM платформа со голем форматза индустриски апликации - композитни алатки, леарници, архитектонски модели, функционални прототипови со голем обем - системот со загреан слој не е компонента за стока. Тој е одредница на стапката на успех при печатење, а стапката на успех при печатење е она што нивните клиенти го оценуваат кога одлучуваат дали да обноват договори за услуги или да купат дополнителни машини. Тоа е деловната логика што ги тера европските производители да бидат поригорозни во врска сосиликонски гумен грејач за креветспецификација, и тоа е логиката што го обликува начинот на кој пристапувам кон секој разговор за квалификација на оригинална опрема (OEM) со европски купувач.

Усогласеност со IEC 60335-1: Непреговарачки стандард за пристап до европскиот пазар

Било којсиликонски гумен грејач за креветкористено воЗагреан кревет со 3D печатачАпликацијата мора да биде во согласност со IEC 60335-1, општите барања за електрични апарати за домаќинство и слични апарати. Овој стандард не е опционален за пристап до европскиот пазар - тоа е основен безбедносен услов на кој се повикува Директивата за низок напон (2014/35/EU) за електрична опрема што работи во опсегот на напон што го користат системите со греен кревет. За европски производител на 3D печатачи што гради машина што ќе носи CE ознака, секој електричен подсклоп, вклучително и системот со греен кревет, мора да биде демонстративно во согласност со важечките IEC стандарди.

Барањата на IEC 60335-1 ги сметам за најрелевантни засиликонски гумен грејач за креветспецификациите се диелектрична цврстина, отпорност на температура на изолациските материјали и континуитет на заземјување за грејни апарати од класа I. Тестирањето на диелектричната цврстина потврдува дека изолацијата помеѓуколо на грејниот елемента спроводливата силиконска гумена подлога може да издржи напонски стрес што се јавува за време на нормална работа и преодни услови на пренапон. За систем со загреан слој од 240VAC, стандардот бара тест за диелектрична цврстина на 1250VAC или еквивалент, одржуван за одреденото времетраење на тестот според табелата на тест напони на стандардот.

Кога ќе прегледамсиликонски гумен грејач за креветспецификации за европски OEM купувачи, секогаш прво барам извештај за тест за диелектрична цврстина. Ова е резултатот од тестот што го користам за да утврдам дали системот за изолација на грејниот елемент е дизајниран за соодветна класа на напон или дали е премал за да се намалат трошоците за материјал. Сум виделсиликонски гумен грејач за креветсе нудат по цени што се значително пониски од пазарните, а кои се покажаа како користат изолациски системи оценети за диелектрична цврстина од 500VAC во апликации што бараат диелектрична цврстина од 1250VAC според IEC 60335-1. Извештајот од примерокот од тестот изгледа импресивно. Производните единици не успеваат да го поминат диелектричното тестирање на 60 проценти од потребниот напон. Тоа е видот на кратенка за спецификација што треба да ја достигне ригорозниот процес на квалификација пред да се дадат нарачки за производство.

Рамномерност на распределбата на топлината: Зошто температурната варијација е критична спецификација

Надвор од основната безбедносна усогласеност, спецификацијата што најдиректно одредува далисиликонски гумен грејач за креветОна што ќе функционира правилно во FDM апликација со голем формат е варијацијата на температурата низ површината на подот при работна температура. Ова не е исто како точноста на температурата на термостатот или контролерот на температурата. Контролерот на температурата може да ја одржува температурата на површината на подот на точно 80 степени Целзиусови на екранот. Прашањето е дали секоја точка на површината на подот е на 80 степени или аглите се на 73 степени, додека центарот покажува 81 степен на термалната камера.

Професионално нивосиликонски гумен грејач за креветs за апликации со голем формат треба да одржуваат температурна варијација од плус или минус 3 степени Целзиусови низ површината на подот при работна температура, мерено со термичка камера за снимање или мрежа од калибрирани термопарови при стабилни работни услови. Некои производители наведуваат плус или минус 5 степени Целзиусови, што е соодветно за машини со стандарден волумен, но недоволно за платформи со голем формат каде што искривувањето на печатењето од термичките градиенти станува дефинирачко за неуспехот во печатењето. За индустриски апликации каде што клиентите печатат делови од голем обем во високо-перформансни полимери кои бараат прецизно лепење на првиот слој, препорачувам да наведете плус или минус 2,5 степени Целзиусови како критериум за прифаќање.

Термичките перформанси насиликонски гумен грејач за креветсе определува првенствено од густината на моќноста наколо на грејниот елемент, топлинската спроводливост на силиконската гумена подлога и топлинската отпорност на изолациониот слој помеѓу грејниот елемент и површината за монтирање. Овие параметри меѓусебно дејствуваат на начини што бараат анализа на термичко инженерство за да се оптимизираат. Кога работам со европски машински градители насиликонски гумен грејач за креветспецификација, ги замолувам да ги споделат своите инженерски цртежи за платформата на креветот за да можеме да ги разгледаме условите на термичкиот интерфејс пред да ја финализираме спецификацијата на грејачот. Условите за монтирање - термичкиот отпор на интерфејсот помеѓу грејачот и платформата на креветот - влијаат врз изборот на густина на моќност на грејачот на начини што не се очигледни само од техничкиот лист на грејачот.

Процес на квалификација на OEM: Што треба да бараат европските купувачи пред производствените нарачки

Процесот на квалификација на OEM засиликонски гумен грејач за креветтреба да следат структурирана секвенца што ги потврдува перформансите на грејачот во секоја фаза од односот со снабдувањето. Водев доволно европски купувачи низ овој процес за да знам дека купувачите кои прескокнуваат директно на евалуација на примероци без претходно да ја разгледаат документацијата за системот за управување со квалитет на производителот се оние кои завршуваат со проблеми со производството шест до дванаесет месеци по нивната прва нарачка.

Квалификацискиот редослед што го препорачувам започнува со верификација на системот за управување со квалитет: потврдување дека производителот поседува сертификат ISO 9001, дека сертификатот е актуелен и го опфаќа конкретно производството на силиконски гумени грејни елементи и дека нотифицираното тело кое спроведува надзорни ревизии е акредитирано тело за сертификација. Сертификацијата ISO 9001 сама по себе не е доволна - тоа е основната линија што ви кажува дека производителот има систем за управување со квалитет - но е неопходна почетна точка за секој меѓународенOEM добавувачквалификација.

Втората фаза е преглед на техничката датотека: барање на комплетниот пакет со техничка документација што производителот го одржува за специфичната линија на производи за грејачи што се оценува. Овој пакет треба да го вклучува листот со спецификации за грејачот, спецификациите на материјалите за силиконската гумена смеса и подлогата од фиберглас,коло на грејниот елементпроектна документација, извештај за тест за диелектрична цврстина, извештај за тест за распределба на температурата од термичката валидација на производството и податоци за тестирање на животниот циклус заколо на грејниот елементЗа апликации со голем формат, исто така барам анализа на термичко моделирање што производителот ја користел за да ја одреди спецификацијата за густина на моќност за специфичната големина на креветот што се наведува.

Третата фаза е евалуација на примероците со термичко снимање: барање примероци репрезентативни за производството и спроведување тест за термичка карактеризација со помош на термичка камера. Овој тест треба да ја измери распределбата на температурата низ површината на грејачот на одредената работна температура и да ја документира варијацијата на температурата низ мрежа од мерни точки. Тестот за термичко снимање не е скап ниту одзема многу време - трае приближно 30 минути по грејач - но обезбедува верификација дека термичките перформанси на производството одговараат на спецификацијата, што е она што тимот за обезбедување квалитет на европскиот купувач треба да го документира пред да го одобри грејачот за употреба во машини со ознака CE.

Формулација на силиконска гума: Зошто спецификацијата на суровината е важна за долгорочни перформанси

Силиконското гумено соединение што го наведувам за повеќето грејачи на кревети не е материјал за широка потрошувачка. Различните формулации на силиконска гума имаат значително различни можности за температурен опсег, отпорност на термичко стареење и механички својства што влијаат на перформансите и работниот век на грејачот. Двата параметри на формулацијата на кои најмногу се фокусирам за апликации со голем формат на FDM греен кревет се оценката на температурниот опсег и класификацијата на отпорност на пламен.

За апликации каде што подлогата работи на температури над 100 степени Целзиусови - што е вообичаено при печатење на високо-перформансни полимери како PEEK, PEKK или ULTEM - силиконската гумена смеса мора да биде оценета за континуирано работење на одредената температура. Стандардните силиконски гумени смеси обично се оценети за континуирано работење до 200 степени Целзиусови, но вистинската граница на континуирана работна температура зависи од специфичната формулација и карактеристиките на термичко стареење на смесата. Производител кој користи силиконска гумена смеса од стандарден квалитет во апликација која бара продолжено работење на 150 степени Целзиусови ќе произведе грејач кој ќе го помине почетното термичко тестирање, но ќе откаже предвреме поради термичко стареење на силиконската гумена смеса.

Класификацијата на отпорност на пламен е специфицирана според UL 94 или еквивалентниот IEC стандард и е услов за електрични апарати за греење што се користат во затворени простори како што се комори за градење со 3D печатач. Оцената на отпорност на пламен потврдува дека силиконското гумено соединение нема да поддржи согорување и ќе се самоизгасне кога ќе се отстрани изворот на пламенот. За апликации со голем формат на FDM каде што грејачот работи во затворена комора за градење со потенцијал за настани на согорување на филаменти, отпорноста на пламен не е опционална ставка во спецификацијата. Тоа е критичен услов за безбедноста што мора да се потврди преку важечкиот стандард за тестирање.

Размислувања за синџирот на снабдување за европските машински градители

Кога ги водам европските машински производители кои преминуваат од европски или домашни добавувачи на греалки од САД кон кинескиOEM добавувачs засиликонски гумен грејач за креветТреба да се разбере динамиката на синџирот на снабдување што влијае на сигурноста на испораката, одзивот во комуникацијата и флексибилноста на производството. Работев со европски купувачи кои дојдоа кај нас откако доживеаа прекини во снабдувањето од европски добавувачи на греалки кои го преместија своето производство во региони со пониски трошоци, но ги задржаа европските цени. Мотивацијата за префрлање е разбирлива. Извршувањето бара внимание на деталите од синџирот на снабдување што се специфични за кинескиот производствен екосистем.

Она што најчесто го изненадува европските купувачи во синџирот на снабдување е временската структура за OEM нарачки по нарачка.силиконски гумен грејач за креветпроизводство. За разлика од стандардните каталошки грејачи, OEM грејачите за специфични дизајни на машини бараат прилагодена алатка заколо на грејниот елементшема, силиконски гумени калап и завршеток на кабелскиот сноп. Почетното време за изработка на алатки за нарачкасиликонски гумен грејач за креветобично е од 30 до 45 дена заколо на грејниот елементалати и 20 до 30 дена за алати за обликување од силиконска гума. Откако алатката ќе биде завршена и одобрена, времето на производство за следните нарачки обично е од 15 до 25 дена за стандардни количини на нарачки, со забрзано производство достапно по премиум цена за итни потреби.

Одговорноста на комуникацијата е честа грижа за европските купувачи кои оценуваат кинески производи.OEM добавувачза прв пат. Според моето искуство, купувачите кои имаат најнепречени OEM односи со кинеските производители се оние кои воспоставуваат јасни комуникациски протоколи на почетокот на ангажманот: специфицирајќи ги комуникациските канали што ќе се користат за технички прашања, очекуваното време на одговор за различни видови прашања и патеката на ескалација за проблеми со квалитетот или испораката. Кога тие протоколи се воспоставуваат на почетокот на односот, секојдневното извршување има тенденција да се одвива непречено бидејќи двете страни разбираат што се очекува.

Флексибилноста на производството се зема предвид во однос на способноста на купувачот да ги прилагодува количините на нарачки и спецификациите во текот на животниот циклус на производот на 3D печатачот. Дизајните на платформите FDM со голем формат еволуираат, а спецификацијата на грејачот можеби ќе треба да се промени како што се ажурира дизајнот на машината. Кинеските OEM производители кои имаат воспоставено процеси за управување со инженерските промени и кои можат да имплементираат промени во спецификациите без да бараат целосна преквалификација на производствениот процес се партнери кои можат да ги поддржат европските производители на машини низ транзициите во животниот циклус на производот без да создадат прекини во снабдувањето.

Стандардот IEC 60335-1 за електрични апарати за домаќинство и слични апарати го одржуваIEC (Меѓународна електротехничка комисија), меѓународното тело за стандарди кое ги објавува основните безбедносни барања за електрични апарати за греење, вклучувајќи ги и системите за греење на кревети. Пристапот до европскиот пазар за електрично греени апарати е регулиран соДиректива на ЕУ за низок напон 2014/35/ЕУ, кој се повикува на IEC 60335-1 како хармонизиран технички стандард за опсези на напон од 50 до 1000VAC за опрема со наизменична струја.

Класификацијата на отпорност на пламен за силиконски гумени соединенија е наведена подUL 94, Стандардот за безбедност на запаливост на пластични материјали за делови во уреди и апарати, објавен од Underwriters Laboratories. Класификацијата V-0 потврдува дека материјалот се самогаси во рок од 10 секунди при стандардизиран тест за вертикално согорување и не испушта запаливи честички. Оваа класификација е наведена во барањата на IEC 60335-1 за грејни апарати што работат во затворени простори.

За европските машински производители кои спроведуваат документација за усогласеност со CE ознаката,Европска комисијаги обезбедува официјалните упатства за Директивата за низок напон и Директивата за машини, како што се однесуваат на опремата за адитивно производство, вклучувајќи ги и барањата за подсистемот за загреан слој.

Причината зошто препорачуваме да се наведе плус или минус 2,5 степени Целзиусови, наместо полабавиот индустриски стандард од плус или минус 5 степени Целзиусови, е тоа што платформите со голем формат FDM печатат задачи што траат од 20 до 40 часа по дел. Поради ова, секое температурно отстапување на површината на подлогата се акумулира во текот на времетраењето на печатењето и се манифестира како искривување во првиот слој на делот - што е слојот што одредува дали остатокот од печатењето ќе успее или ќе не успее. Следствено, термичката стабилност на загреаната подлога не е само параметар на спецификација. Таа е примарен детерминант на стапката на успех на печатењето во апликациите за професионално печатење со голем формат. Затоа, секогаш препорачувам европските купувачи да вклучат податоци од тестот за термичка карактеризација во нивните барања за квалификација на OEM, дури и кога тоа го продолжува временскиот рок за квалификација за две до три недели. Цената на идентификување на проблем со термички перформанси за време на квалификацијата е дел од цената на теренските дефекти и гаранциските барања по производството.

Причината зошто отпорноста на пламен е неспорна за апликации со затворена комора за градење е тоа што коморите за градење со 3D печатачи се затворени простори каде што термичките настани можат да се шират ако материјалите што се користат во комората не ги исполнуваат барањата за отпорност на пламен. Бидејќи FDM платформите со голем формат често печатат високо-перформансни полимери на кои им се потребни покачени температури на слојот, ризикот од термички настани во комората за градење е зголемен во споредба со машините со стандарден волумен за градење. Како резултат на тоа, секој грејач што се користи во затворена комора за градење мора да има класификација на отпорност на пламен од призната лабораторија за тестирање, а оваа класификација мора да се потврди преку тест документацијата на производителот - а не да се претпоставува врз основа на општата оценка за противпожарна безбедност на материјалот.