Industrija 6.0 predstavlja sljedeću evoluciju u proizvodnji
Industrija 6.0 predstavlja sljedeću evoluciju u proizvodnji.
Industrija 6.0 predstavlja sljedeću evoluciju u proizvodnji, koju pokreću umjetna inteligencija (AI) i autonomni roboti za donošenje odluka, poznati kao infoboti. Napredak tehnologije injekcijskog prešanja i njezina integracija s naprednom robotikom nude veću učinkovitost i održivost.
Injekcijsko prešanje termoplasta, koje potječe iz kasnog 19. stoljeća, ostaje temeljni ciklički proces oblikovanja polimera i metala. Razvojem industrijskih robota pojavile su se klasifikacije “Industrija X.0” koje su proizvodne procese imenovale prema vrstama robota. Štoviše, brzi napredak u umjetnoj inteligenciji uveo je “Industriju 6.0”, koncept u kojem roboti opremljeni umjetnom inteligencijom autonomno prilagođavaju i optimiziraju procese. Također možete pročitati: Industrija 4.0 u injekcijskom prešanju
Kako bi se razjasnio koncept injekcijskog prešanja 6.0, ovaj će tekst istražiti evoluciju tehnologije injekcijskog prešanja. Također će naglasiti specifične zahtjeve i detaljne postupke unutar ovog okvira.
Povijesni razvoj
Prema dostupnim podacima, prva verzija tlačnog lijevanja metala potječe od patenta dodijeljenog 1849. (2). Injekcijsko prešanje plastike razvilo se po modelu lijevanja pod pritiskom metala.
Stroj za injekcijsko prešanje klipa braće JW i I. Hyatt iz 1872. godine smatra se pretečom modernih strojeva za ovaj proces. Celuloid je obrađen ovim strojem za ubrizgavanje. Moderno injekcijsko prešanje započelo je oko 1920. patentom Nijemaca A. Eichengrüna, a H. Buchholz konstruirao je komercijalno upotrebljiv stroj. Bio je to klipni stroj za injekcijsko prešanje koji je prevladavao do šezdesetih godina 20. stoljeća. Francuz Quellery patentirao je stroj za injekcijsko prešanje gumenih smjesa 1939. godine. H. Beck patentirao je stroj za ubrizgavanje vijka za preradu termoplastike 1943. godine. Nadalje, po narudžbi gospodina Friedericha, stručnjaci iz tvrtke Ankerwerk iz Njemačke proizveli su prvi stroj za termoplastiku s jednim vijkom. Injekcijsko prešanje vijaka danas je prevladavajući princip injekcijskog prešanja.
Proces injekcijskog prešanja
Proces injekcijskog prešanja ovisi o liniji za obradu koja uključuje sustav injekcijskog prešanja zajedno s dodatnom opremom. Injekcijsko prešanje je ciklički proces primarnog oblikovanja, ubrizgavanja tvari ili materijala s potrebnom viskoznošću smicanja iz jedinice za pripremu i ubrizgavanje u šupljinu kalupa s kaljenom (odgovarajućom temperaturom). Zatim, proces formiranja i primarnog oblikovanja postaje prikladan za ekstrakciju iz šupljine kalupa polireakcijom, umrežavanjem, želiranjem i/ili hlađenjem. (3)
Nadalje, proces injekcijskog prešanja oslanja se na liniju za obradu sa sustavom injekcijskog prešanja i dodatnom opremom za učinkovito rukovanje materijalima. Industrijski standardi označavaju stroj kao “stroj za injekcijsko prešanje”, a postrojenje kao “postrojenje za injekcijsko prešanje”. Sustav mora pripremiti tvari do potrebne viskoznosti smicanja, ubrizgati ih i oblikovati unutar šupljine kalupa na zadanim temperaturama.
U polimernim materijalima, termoplastima i elastomerima, proces uključuje taljenje i prijelaz između čvrstog i tekućeg stanja želiranjem ili hlađenjem. Za termoplastične monomere, duroplaste i gumene spojeve, materijali se skrućuju reakcijama polimerizacije ili umrežavanja, dok se metalne i keramičke smjese uklanjaju iz kalupa, nakon čega slijedi uklanjanje veziva i sinteriranje.
Karakteriziran kao dinamičan, kontinuiran i fleksibilan sustav, sustav injekcijskog prešanja (SIP) komunicira sa svojom okolinom putem ulaza i izlaza, zadržavajući snažne unutarnje veze. Ovaj sustav također uključuje povratne petlje i djeluje kao složena, stabilna struktura.
Varijante injekcijskog prešanja
Istraživači su u međuvremenu razvili brojne varijacije injekcijskog prešanja, uključujući višebojno, višeslojno, plinsko, vodeno prešanje i prešanje živih stanica. Početkom 1960-ih, pod utjecajem japanskih inovacija, uvedeno je injekcijsko prešanje duroplasta, poput fenol-formaldehidnih predpolimera. Od 1960-ih, tehnike injekcijskog prešanja proširile su se i na proizvodnju gumenih proizvoda. Studija Odjela za obradu polimera Fakulteta strojarstva i brodogradnje navodi 235 varijanti injekcijskog prešanja i opisuje 175 od tih procesa. Ovi se procesi primjenjuju na plastiku, gumu, metale, keramiku i žive stanice, na temelju temeljnih principa injekcijskog prešanja. Danas je broj procesa injekcijskog prešanja još više porastao.
Složen sustav
Sustav za injekcijsko prešanje može se modelirati uključivanjem stroja za injekcijsko prešanje, kalupa i jedinice za kontrolu temperature. Kako bi se optimizirao proces, sustavna analiza mora uzeti u obzir ključne čimbenike okoliša kao što su temperatura, vlažnost (za sušenje polimera) i tlak okolnog zraka. Ovi uvjeti okoliša igraju ključnu ulogu u osiguravanju učinkovitosti i dosljednosti procesa injekcijskog prešanja.
Za uspješan procesni protok materije i energije, ključni čimbenici su unos informacija, oblik i strukturna složenost oblikovanja. Štoviše, ovi elementi određuju odgovarajući materijal, potrebnu energiju obrade i poštivanje svih uvjeta obrade.
Stroj za injekcijsko prešanje i jedinica za kontrolu temperature opći su elementi sustava injekcijskog prešanja. Unutar svojih tehničkih mogućnosti, teoretski mogu biti upotrebljivi u mnogim slučajevima. Nasuprot tome, kalupi su specifični za određeno štancanje, pa je stoga kalup središnji element svake proizvodne linije (4,5).
Pojašnjenje koncepta industrije 6.0
U ovom novom kontekstu, linija za injekcijsko prešanje prema Industriji 6.0 vjerojatno bi uključivala i informacijskog robota i infobota. Ova postavka odražava kako se proces injekcijskog prešanja sada usklađuje s naprednijim okvirima. Predavanje Stvaranje materijalnog svijeta (1) prvo je predstavilo Industriju 6.0 u vezi s injekcijskim prešanjem i dalo njezinu konceptualnu osnovu.
Ovaj pristup stvaranju materijala ovisi o kibernetičko-fizičkim sustavima s informacijskim i energetskim ulazima i izlazima. Kada materija uđe u sustav kao tvar i izađe kao strukturirani materijal, definira primarno oblikovanje ili proizvodni proces (PP). Nadalje, proizvodni proces (MP) obuhvaća ulazak i izlazak materijala u primarnom obliku oblikovanja.
Roboti u konceptima industrije X.0
U ovom tekstu posebna se pozornost posvećuje jednom elementu dodatne opreme, robotima. Početak primjene robota u industriji započeo je izumom industrijskog robota i njegovom prvom primjenom 1960. godine u tvornici General Motors (6).
Uspon automatizacije 1960-ih poklopio se s početkom proizvodnje industrijskih robota, što je značajno pridonijelo ovom napretku. Štoviše, njihova prenosivost prvenstveno karakterizira ove robote.
Oni prevoze alate, materijale i proizvode na određena radna mjesta. S vremenom se njihova upotreba u procesima serijske proizvodnje proširila i sada zamjenjuju radnike u svim ponavljajućim zadacima. Izmjena radnih procesa robota uključuje ažuriranje upravljačkog programa, njegov unos u računalo i zamjenu potrebnih alata i uređaja. Integrirani u proizvodne linije, ovi roboti postali su bitne komponente. U Industriji 4.0 ti su roboti zatvoreni, dok u Industriji 5.0 funkcioniraju kao kolaborativni roboti ili koboti.
Osnovni zadatak robota, ograđenih i kobota, je njihov rad s materijalnim dobrima.
Infoboti
U konceptu Industrije 6.0, koji je ovdje prikazan postupkom injekcijskog prešanja, pojavljuje se temeljno nova vrsta robota. To su infoboti, poznati kao informacijski roboti. U proizvodnim linijama oblik infobota je nebitan. Osnovno je da ima ugrađeni program umjetne inteligencije koji samostalno donosi odluke o procesima u proizvodnoj liniji.
Ovaj informacijski robot također bi trebao postići ciljeve obnovljivih izvora energije, kružnog gospodarstva, potpune autonomije proizvodnih linija i integriranih, inteligentnih proizvodnih sustava koji mogu raditi bez ljudske intervencije.
Redefiniranje budućnosti proizvodnje
Snažan razvoj umjetne inteligencije nametnuo je potrebu za primjenom koncepta industrije 6.0 na primjer linija za injekcijsko prešanje termoplasta. Ista razmatranja vrijede i za lijevanje pod pritiskom metala. Primarna razlika između rješenja u konceptima Industrije 4.0, 5.0 i 6.0 je vrsta robota. U prve dvije industrije roboti rukuju materijalima, dok Industrija 6.0 uvodi informacijskog robota, poznatog kao infobot.
Industrija 6.0 donosi revolucionarni tip robota nazvan infobot, dizajniran s umjetnom inteligencijom za autonomno donošenje odluka u proizvodnji. Za razliku od tradicionalnih robota, infoboti aktivno podržavaju održive ciljeve olakšavanjem korištenja obnovljive energije i kružnog gospodarstva. Štoviše, ovi inteligentni sustavi rade u potpunosti bez ljudske intervencije, što označava veliki pomak u robotici. Ova tranzicija predstavlja stalnu transformaciju u proizvodnim procesima, gdje robotika sve više pokreće učinkovitost, prilagodljivost i održivost u modernoj industriji.
Reference:
- Čatić, I.: Stvaranje materijalnog svijeta, Festival znanosti 24, TMNT, 26. Travanj 2024.
- Microsoft Bing, pristupljeno 06/06/2024
- Čatić, I., Johannaber, F.: Injekcijsko prešanje polimera i ostalih materijala. (Injekcijsko prešanje polimera i drugih materijala), Društvo za plastiku i gumu, Zagreb, 2004.
- Čatić, I., Godec, D.: Kalup kao središnji dio proizvodne jedinice, I. dio, Polimery 45(2000)3, 151-160.
- Čatić, I., Godec, D.: Kalup kao središnji dio proizvodne jedinice, II. dio, Polimery 45(2000)4, 237-250.
- Nikolić, G.: Karakteristike robota u industrijama 3.0 do 6.0, rad u tisku. (Karakteristike robota u industrijama 3.0 do 6.0, rad u tiskarstvu.)
- Čatić, I.: Je li Industrija 4.0 doista četvrta industrijska revolucija? (Je li Industrija 4.0 doista četvrta industrijska revolucija? ) Svet polimera, 20(2017)2, 71-73.
- Čatić, I., Nikolić, G: Industrija 5.0 postaje konceptom Europske unije Industrija 5.0 postaje konceptom Europske unije. (Industrija 5.0 postaje koncept Europske unije) Svet polimera 26 (2): 83–89 (2023).
- Naziv infobot je rezultat rasprave između autora rada (10). (Naziv infobot rezultat je rasprave između autora rada (10).
- Čatić, I., Nikolić, G: Industrija 5.0 postaje konceptom Europske unije Industrija 5.0 postaje konceptom Europske unije. (Industrija 5.0 postaje koncept Europske unije) Svet polimera 26 (2): 83–89 (2023).
Igor Čatić, Sveučilište u Zagrebu, Fakultet strojarstva i brodogradnje, Hrvatska.
Uredila za internetsku objavu: Juliana Montoya
