Informacje prasowe

Produkcja addytywna w praktyce

METAV 2020 pokazuje postępy w produktach i rozwiązaniach do drukowania 3D

Produkcja przyrostowa moĹźe być stosowana na wiele róĹźnych sposobów. Przy cięciu metali uwagę zwraca przede wszystkim elastyczność zasilania smarem chłodzącym (CL). „W tym przypadku procesy toczenia z zastosowaniem mocowania chłodziwa lub przy uĹźyciu wąskich narzędzi są stosowane w przypadkach, w których nie moĹźna zastosować konwencjonalnego chłodzenia wewnętrznego”, informuje dr Matthias Luik, szef działu badań i rozwoju w Paul Horn GmbH. Najnowszym produktem z komponentem do drukowania 3D od specjalistów od narzędzi z Tübingen jest dysk dystrybucyjny CL do narzędzia do rozwiercania. W produkcji addytywnej (AM) naleĹźy wziąć pod uwagę wiele szczególnych aspektów. „PóĹşniejsza obróbka powierzchni funkcjonalnych oznacza, Ĺźe naleĹźy utworzyć odpowiednie struktury do mocowania przedmiotów. NaleĹźy równieĹź wziąć pod uwagę naprężenie wewnętrzne, które prowadzi do odkształcenia elementów. W tym przypadku połoĹźenie elementów w obszarze roboczym jest czynnikiem decydującym”, mówi dr Luik.

Szeroki zakres potencjalnych zastosowań AM sprawi, Ĺźe ekonomicznie opłacalne będzie wytwarzanie coraz większej liczby części w ten sposób w przyszłości, aby zaspokoić popyt. W wielu przypadkach hybrydowe metody konstrukcyjne, w których konwencjonalnie wytwarzane elementy są łączone z dodatkowymi komponentami, okażą się korzystne jako środki ograniczające obróbkę do minimum. Specjaliści od narzędzi z Tybingi będą prezentować swoje produkty na METAV i brać udział w dyskusjach ekspertów.

Specjaliści od narzędzi z Badenii-Wirtembergii oferują produkowane addytywnie tarcze chłodzące do swojego systemu rozwiercania. Zapewniają one niezawodną kontrolę wiórów i długą Ĺźywotność narzędzia. Zdjęcie: Horn / Sauermann

Technologia zerowego punktu mocowania do wytwarzania przyrostowego

Cały łańcuch procesu musi być brany pod uwagę, jeśli optymalne wyniki mają zostać osiągnięte dzięki AM. Konstrukcja nie jest juĹź podyktowana metalowym blokiem materiału, ale funkcją elementu. „W obróbce chłodzenie narzędzi jest obecnie kluczowym aspektem” - wyjaśnia Jürgen Förster, członek zarządu AMF Andreas Maier GmbH & Co. KG z Fellbach. Druk 3D pozwala na wprowadzenie kanałów chłodzących blisko konturów, nawet w przypadku bardzo małych narzędzi do obróbki, odlewania lub formowania wtryskowego. Integracja zoptymalizowanych kanałów chłodzenia w narzędziach zapewnia szybsze chłodzenie obrabianych przedmiotów, a tym samym oszczędza ogromną ilość czasu.

Szczegółowy widok zamocowania elementu chłodzącego wydrukowanego w 3D. Zapewnia to zoptymalizowany przepływ do krawędzi skrawającej. Zdjęcie: Horn / Sauermann

W dziedzinie maszyn i technologii innowacje napędzają produkcję przyrostową, podobnie jak sieci składające się z wielu róĹźnych firm, uĹźytkowników i instytutów badawczych, które gromadzą swoją wiedzę. „Produkcja seryjna i całościowe podejście do procesu odgrywają kluczową rolę”, informuje Förster. „W tym miejscu zaczęliśmy komunikować się otwarcie od wczesnego etapu w celu optymalizacji i standaryzacji róĹźnych etapów procesu pod względem technologii mocowania. Nasz system mocowania punktu zerowego oferuje najlepszy jednolity interfejs zarówno dla procesu drukowania, jak i pełnego etapu obróbki końcowej”.

UwaĹźa, Ĺźe w przyszłości metalowy druk 3D szybko się rozwinie. Faza „prób i błędów” ustępuje teraz pragnieniu niezawodności i automatyzacji procesów. „Jako dostawca rozwiązań oferujemy juĹź produkty gotowe do serii, które optymalizują cały proces i sprawiają, Ĺźe jest on bardziej ekonomiczny”, mówi Förster. Będą one pokazywane na METAV 2020 w Düsseldorfie.

W przypadku technologii mocowania pod druk 3D obowiązują specjalne wymagania - w tym wysokie temperatury. Moduły mocujące punktu zerowego AMF, które są specjalnie przystosowane do wytwarzania przyrostowego, spełniają te warunki, a takĹźe przyspieszają proces instalacji. Zdjęcie: AMF

Skoncentruj się na digitalizacji i materiałach w przyszłości

W ostatnich latach przemysł coraz bardziej koncentruje się na podnoszeniu poziomów wydajności procesów addytywnych. Nacisk został teraz przesunięty na stabilność procesu i powtarzalność. „Z tego powodu obserwacja procesu stała się kluczowym czynnikiem. W szczególności spójność formatów danych między etapami procesu poprzedzającego i póĹşniejszego procesu staje się coraz waĹźniejsza”, mówi Sebastian Bremen, ekspert w dziedzinie drukowania 3D w Fraunhofer ILT i profesor Produkcja przyrostowa na Uniwersytecie Nauk Stosowanych w Aachen. „Projekty badawcze IDEA i IDAM opracowują takie łańcuchy procesowe dla inĹźynierii maszyn wirnikowych i przemysłu motoryzacyjnego z wiodącymi partnerami z branĹźy i naleĹźy o tym wspomnieć”.

Obecnie tylko kilka materiałów stalowych moĹźna przetwarzać dodatkowo. W szczególności stal wysokowęglowa prowadzi do pękania z powodu szybkiego chłodzenia i szybkości zestalania w procesach addytywnych, takich jak laserowa fuzja złoĹźa proszku (LPBF). Z tego powodu łatwiej jest przetwarzać stal austenityczną i martenzytyczną. Materiały te są wykorzystywane na przykład do produkcji oprawek z inteligentnym doprowadzaniem smaru chłodzącego. „Badania mają na celu zarówno identyfikację stali o wysokiej wytrzymałości do procesu addytywnego, jak i udostępnienie odpowiednich materiałów do cięcia, takich jak węglik wolframu-kobalt (TC-CO)”, wyjaśnia Bremen. Na przykład projekt AiF AddSchneid przyjmuje interesujące podejście: w procesie LPBF stosuje się emiter bliskiej podczerwieni, aby ogrzać komponent do 800° C w celu uniknięcia pękania. Celem jest bezpośrednia produkcja dopasowanych do konturów narzędzi skrawających do obróbki ze zintegrowanymi strukturami doprowadzającymi smar.

„Myślę, Ĺźe ciągła digitalizacja całego łańcucha procesów, integracja czujników do obserwacji procesu i poprawy stabilności procesu, a takĹźe sztuczna inteligencja do oceny danych będą coraz waĹźniejsze”, przewiduje profesor Bremen. „Ponadto naleĹźy opracować materiały, które skorzystają z szybkiego chłodzenia i szybkości zestalania w procesach addytywnych. PomoĹźe to poszerzyć spektrum zastosowań procesów drukowania 3D”.

Ekspozycja na czas przekładni planetarnej podczas procesu formowania. Element buduje się warstwa po warstwie w metalowym złożu proszkowym za pomocą lasera. Zdjęcie: Fraunhofer ILT, Aachen

Nowe materiały otwierają nieograniczone możliwości

Prawie Ĺźadna inna technologia produkcji nie uległa tak szybkiemu rozwojowi w ciągu ostatnich pięciu lat jak AM. Rozwój zaobserwowano nie tylko w samym procesie, ale takĹźe w powiązanych umiejętnościach projektowych, modelach obliczeniowych i narzędziach analitycznych. W przeszłości powierzchnie musiały być gruntownie przerabiane, ale dziś moĹźna to zminimalizować lub całkowicie zrezygnować. Wystawca METAV, Iscar, od wielu lat dostarcza klientom dodatkowe narzędzia. Techniki drukowania 3D są stosowane, gdy wytwarzanie metodami tradycyjnymi jest trudne lub niemoĹźliwe. „Nasza nowa kampania produktowa obejmuje szereg narzędzi, które nigdy wcześniej nie były dostępne na rynku”, informuje Erich Timons, CTO i członek zarządu Iscar Germany GmbH w Ettlingen. „Należą do nich narzędzia o bardzo małych średnicach. Gdy trzeba produkować narzędzia z wkładkami z wewnętrznymi kanałami chłodziwa, konwencjonalne metody szybko osiągają granice moĹźliwości.” UwaĹźa, Ĺźe drukowanie 3D jest jeszcze w powijakach. „W przyszłości nacisk zostanie połoĹźony na stosowanie nowych materiałów addytywnych” - mówi Timons. „Obejmuje to produkcję przyrostową metali twardych i materiałów hybrydowych. Obecnie istnieje ogromny potencjał, poniewaĹź moĹźna łączyć całkowicie róĹźne właściwości materiałów”.

Opracowanie: daxTR

METAV 2020 w Düsseldorfie
METAV 2020 - 21. Międzynarodowe Targi Technologii Obróbki Metalu prezentują pełne spektrum technologii produkcji. Nacisk kładziony jest na obrabiarki, systemy produkcyjne, precyzyjne narzędzia, zautomatyzowane przepływy materiałów, technologię komputerową, elektronikę przemysłową i akcesoria. Dodano do tego nowe tematy, takie jak formowanie, medycyna, produkcja przyrostowa i jakość. Są one mocno osadzone w tak zwanych obszarach w programie wystawienniczym METAV, kaĹźdy z własną nomenklaturą. Grupa docelowa odwiedzających METAV obejmuje wszystkie gałęzie przemysłu przetwarzającego metale, w szczególności inĹźynierię mechaniczną i instalacje, przemysł motoryzacyjny i dostawczy, sektor lotniczy, przemysł elektryczny, energetykę i technologię medyczną, wytwarzanie narzędzi i form, a takĹźe obróbkę metali i handel.