Машина за производство на пръстени – контрол на качеството: осигуряване на последователно качество на пръстените

Прецизен контрол на размерите при машините за производство на пръстени

Защо отклонението в размера е основната причина за отхвърляне на пръстени

Според Асоциацията на производителите на бижута от 2023 г. около две трети от всички отхвърлени пръстени се дължат на проблеми с размера, а не на визуални дефекти. Когато измерванията отклоняват дори леко извън диапазона ±0,3 мм, започват да възникват сериозни проблеми по време на сглобяването — например при поставянето на скъпоценни камъни или при закрепването на обръчи. Пръстените, които не отговарят на стандарта ISO 8654, изискват три до пет пъти повече коригираща работа в сравнение с изделията, които се отхвърлят само заради лош външен вид. Затова много ювелирни работилници вече инвестираха в прецизно оборудване за изработка на пръстени, оснащено с тези сложни системи за калибриране с обратна връзка. Тези машини непрекъснато се самонастройват въз основа на температурните промени, които възникват по време на леенето, което помага за поддържане на постоянни размери в цели партиди произведени пръстени.

Как ЧПУ-мандри и лазерна метрология осигуряват спазването на допуските по ISO 8654 (±0,1 мм)

Числовото програмно управление (CNC) или CNC-мандри днес формират пръстенови заготовки, докато вградените лазерни скенери измерват диаметрите, докато детайлите се въртят с над 150 оборота в минута. Комбинацията от тези две системи поддържа производството в рамките на стандартите ISO 8654 за допуск ±0,1 мм, което всъщност е два пъти по-строго от това, което се постига с традиционните ръчни методи. Традиционните координатни измерителни машини (CMM) работят по различен начин, тъй като проверяват проби след завършване на производствения процес, но нашата лазерна система проверява всеки отделен пръстен непосредствено на самата машина. Това означава, че няма пропуснати места между инспекциите. Според проучването „Gemological Tech Review“ от миналата година такава конфигурация намалява размерните отпадъци почти с четири пети спрямо основните шублери, които повечето работилници все още използват за контрол на качеството.

Проверка на целостта на лепенето за структурна надеждност

Микротрещини в лепените съединения: основна причина за повреди след леене

Според Прегледа на производството на бижута от миналата година около две трети от всички структурни повреди на пръстени след леене се дължат на тези миниатюрни пукнатини в заварните шевове. Това, което се случва, е, че тези фини пукнатини се образуват при охлаждането на частите, основно поради това, че термичното напрежение надвишава това, което заварният материал може да поеме. Най-трудната част? Тези малки пукнатини не винаги са очевидни при първоначален поглед. Те обикновено се разрастват бавно с течение на времето при носене или употреба на пръстените и в крайна сметка водят до пълно разрушаване на шева без предупреждение. Умните производители започнаха да внедряват реалновременно температурно наблюдение по време на процеса на заваряване. Това помага за контролиране на температурата в различните области на изделието. Резултатите говорят сами за себе си — компаниите съобщават намаляване с около 80 % на тези проблемни пукнатини в сравнение с по-старите методи, при които температурите се определяли само интуитивно, въз основа на опит.

Ултразвуково изпитване на залепване срещу инспекция с пенопигмент за скрити дефекти

Ултразвуковото изпитване работи чрез изпращане на високочестотни звукови вълни през материали, за да се откриват пукнатини и други вътрешни дефекти. Повечето индустриални системи съобщават точност около 99 % при откриване на празнини, които надхвърлят допустимите от стандарта ISO 11439 стойности. Изпитването с проникващ боен препарат все още е популярно, тъй като е евтино за проверка на повърхностни дефекти, но не улавя нищо под повърхността, където е най-важна конструктивната якост. Добрата новина е, че съвременното оборудване за производство на пръстени вече се доставя с вградени ултразвукови скенери, които проверяват всеки отделен елемент, докато той преминава по производствената линия, без да намалява нормалната скорост на производството. Това означава, че производителите получават пълно покритие, без да забавят своите операции.

Автоматизирано откриване на повърхностни дефекти и проверка за съответствие на финишната обработка

Порестост и пясъчни дефекти: доминиращи визуални дефекти при леените пръстени

Когато става дума за леене на пръстени, проблемите с порестостта — газови джобове, които се задържат при затвърдяването на метала, както и пясъчните дефекти, които представляват по същество частици от формовъчен материал, попаднали в отливката, съставляват около 60–70 % от всички отхвърлени изделия само въз основа на външния им вид. Такива дефекти сериозно влияят както върху механичната здравина на крайния продукт, така и върху външния му вид, който клиентите очакват. Проблемът се усилва при използването само на човешки инспектори, които обикновено пропускат около 15 % от микроскопичните дефекти, тъй като зрението им се уморява и всеки прилага различни критерии за това какво се счита за приемливо. Тази несъгласуваност води до проблеми с качеството, които автоматизираните системи за инспекция могат напълно да решат.

Системи за визуализация, базирани на изкуствен интелект и обучени върху 22 000 изображения на пръстени, за детектиране на аномалии в реално време

Най-новото оборудване за производство на пръстени сега се доставя с напреднали системи за визуализация, които са обучени чрез около 22 хиляди анотирани изображения на пръстени. Тези системи могат да откриват миниатюрни дефекти с размери от 0,1 мм или дори по-малки, включително микропорозитетни петна и групи примеси, всичко това за малко по-малко от половин секунда на всяка обработена единица. Алгоритми за дълбоко учене работят в съчетание с индустриално приетите стандарти ISO 2859-1 за повърхността, за да проверяват непрекъснато всяка отделна пръстен спрямо установените критерии за качество, докато все още е на производствената линия. Когато пръстенът не отговаря на тези стандарти, системата го маркира незабавно за допълнителна инспекция или поправка. Този процес намалява броя на дефектните пръстени, които остават незабелязани, под 0,3 %. В резултат готовите продукти запазват последователна полировка по цялата си повърхност и съпротивляват на драскотини според зададените технически изисквания още преди опаковането им за изпращане.

Проверка на материала по време на производствения процес и мониторинг на състава на сплавта

Проверката на материали в реално време по време на производството на пръстени предотвратява скъпи грешки, тъй като поддържа правилната концентрация на металната смес точно там, където е необходима по време на производствения процес. Тези машини са оборудвани с вградени спектрометри, които следят наличието на елементи по време на леенето на метални части и незабавно предупреждават операторите, ако нещо излезе от контрол — например ако нивата на цинк или мед се отклонят повече от 0,15 %. Съчетани с методите за статистичен контрол на процеса, такива непрекъснати проверки намаляват отпадъците с около 23 % в сравнение с традиционното пакетно тестване, според проучване, публикувано в „Journal of Materials Processing“ през 2023 г. Системата открива проблемите на ранен етап, преди да са били унищожени цели партиди. Едновременно с това специални температурни сензори следят температурата по време на фазата на охлаждане, което помага да се предотвратят микроскопичните явления на сегрегация, които могат да отслабят крайната структура на продукта. Заедно с редовните изпитания за твърдост и опън, всички тези средства за мониторинг позволяват на машината автоматично да коригира настройките, за да се запази високото качество без необходимост от пълно спиране на производствените операции.

Често задавани въпроси

Какви са причините за отклонението в размера на пръстените?

Отклонението в размера на пръстените се дължи предимно на незначителни отклонения при измерването извън диапазона ±0,3 мм, които могат да повлияят на сглобяването, поставянето на скъпоценни камъни и прикрепянето на обръча, водейки до отказ.

Какво подобрява CNC-обработката и лазерната метрология точността на пръстените?

CNC-мандрели и лазерна метрология осигуряват висока точност, като поддържат производството в рамките на допуска ±0,1 мм, което помага за точното преформоване на заготовките за пръстени и измерването на диаметрите по време на производството.

Защо фугите от лепене са склонни към повреда?

Фугите от лепене в пръстените могат да развият микропукнатини поради топлинно напрежение по време на охлаждането, които с течение на времето могат да се разширяват и да доведат до структурен отказ, ако не се наблюдават надлежно.

Кой метод е по-добър за откриване на скрити дефекти: ултразвуковото изпитване или изпитването с пенетрантна течност?

Ултразвуковото изпитване е по-ефективно за откриване на подповърхностни празнини и вътрешни структурни проблеми и осигурява точност от 99 %, докато изпитването с пенетрантна течност е подходящо за откриване на повърхностни пукнатини.

Какво приношение имат системите за визуализация, базирани на изкуствен интелект, за производството на пръстени?

Системите за визуализация, базирани на изкуствен интелект и обучени върху обемист набор от данни, могат да откриват аномалии и микроскопични дефекти в пръстените в реално време, което помага за осигуряване на качеството на продукта и намаляване на дефектите под 0,3 %.