Tytuł: Świat Obrabiarek i Narzędzi
Ogólnopolskie Czasopismo Techniczne
GB: The World of Machine Tools & Tools
Częstotliwość: dwumiesięcznik
Nakład: 2000-3000 egz.
Rok założenia: 2006

ISSN: 2353-5555

 

Informacje prasowe

 

Wydajne i w pełni automatyczne wykończenie wewnętrznych przejść

2020-03-27

Additive Manufacturing umożliwia integrację precyzyjnie umieszczonych wewnętrznych kanałów chłodzących w komponentach. Z naciskiem na zautomatyzowaną obróbkę końcową - usuwanie resztkowego proszku i wygładzanie powierzchni tych kanałów - działy inżynierii mechanicznej i chemicznej Politecnico Milano (Włochy) wraz z Rösler Italiana S.r.l. przeprowadził badanie metodami obróbki powierzchniowej z wykończeniem masowym, śrutowaniem i chemicznym wykończeniem masowym. Wyniki wyraźnie wykazały, że wszystkimi trzema metodami można osiągnąć znaczną poprawę ogólnej jakości powierzchni.

 

 

Przetwarzanie końcowe elementów AM:

Wydajne i w pełni automatyczne wykończenie wewnętrznych przejść


Kolejny rozwój systemu obróbki końcowej M3 firmy AM Solutions umożliwia ekonomiczne, zautomatyzowane przetwarzanie końcowe elementów drukowanych 3D, nie tylko zewnętrznie, ale także na powierzchni trudno dostępnych wewnętrznych przejść. Do tej pory można to osiągnąć jedynie poprzez czasochłonne ręczne operacje wykańczania. Foto: Rösler Oberflächentechnik GmbH

Dzięki technologii Additive Manufacturing (AM) można wytwarzać wyjątkowo precyzyjne geometrie elementów, które nie są możliwe w przypadku konwencjonalnych technologii wytwarzania. Pozwala między innymi na tworzenie bardzo złożonych komponentów o zintegrowanych funkcjach, takich jak precyzyjnie umieszczone kanały chłodzące. Te unikalne cechy AM są bardzo interesujące dla narzędzi i matryc, komponentów hydraulicznych i przemysłu lotniczego. Integracja kanałów chłodzących, szczególnie w branży produkcji narzędzi i matryc, oferuje znaczące korzyści techniczne, ponieważ wahania temperatury podczas fazy schładzania zwiększają ryzyko wypaczenia obrabianych elementów. Co więcej, dzięki systemowi chłodzenia dokładnie dopasowanemu do konturów elementu, całkowity czas chłodzenia może zostać znacznie skrócony. Wreszcie, ponieważ można uniknąć wad detalu, takich jak wypaczenie i kontrola ciepła, bardziej skuteczna funkcja chłodzenia komponentów formowanych wtryskowo zapewnia wyższą ogólną jakość komponentów.


Integracja kanałów chłodzących, szczególnie w branży produkcji narzędzi i matryc, oferuje znaczące korzyści techniczne, ponieważ wahania temperatury podczas fazy schładzania zwiększają ryzyko wypaczenia obrabianych elementów. Co więcej, dzięki systemowi chłodzenia dokładnie dopasowanemu do konturów elementu, całkowity czas chłodzenia może zostać znacznie skrócony. Foto: Rösler Oberflächentechnik GmbH

Selektywne topienie laserowe - Idealny kształt, ale wysoka chropowatość powierzchni

W produkcji komponentów narzędzi, „Selektywne topienie laserowe” (SLM) jest podstawową metodą produkcji. Utworzenie komponentu przez selektywne stopienie proszku w określonych warstwach za pomocą wiązki laserowej daje wyjątkowo gęsty przedmiot. Wadami tej metody wytwarzania jest to, że resztkowy proszek musi być usunięty z kanałów chłodzących i wysoka początkowa chropowatość powierzchni elementów o wartości Ra od 10 do 20 µm. Wysoka chropowatość powierzchni, a także osady proszku w kanałach negatywnie wpływają na funkcjonalność obrabianych elementów, powodując zmniejszenie prędkości przepływu z powodu wysokiego tarcia, turbulencji, utraty ciśnienia w układzie i luźnych cząstek, które mogą uszkodzić inne urządzenia. Ponieważ wewnętrznych powierzchni złożonych elementów ze zintegrowanymi wnękami nie można obrabiać konwencjonalnymi technologiami wykończeniowymi, konieczne są nowe, innowacyjne metody obróbki końcowej.


Metoda drukowania 3D SLM jest idealna do produkcji elementów narzędzi. Jednak ich powierzchnia, w tym kanały wewnętrzne, zawiera resztkowy proszek z procesu AM i wykazuje wysoką chropowatość początkową. Dlatego komponenty AM muszą przejść odpowiedni etap przetwarzania końcowego. Foto: Rösler Italiana S.r.l.

Wybór najbardziej odpowiedniego systemu wykańczania powierzchni ma zatem decydujące znaczenie dla żywotności elementu i ogólnej wydajności systemu. Jedną z opcji wygładzania zewnętrznych i wewnętrznych powierzchni elementów AM jest masowe wykończenie. Podczas procesu wykańczania obrabiane elementy zanurza się w okrągłej misce roboczej wypełnionej specjalnymi środkami do przetwarzania. Ponadto podczas procesu dodaje się dedykowane związki. Wibracje misy roboczej powodują, że media i obrabiane przedmioty poruszają się wokół misy ruchem spiralnym. Ciągłe „tarcie” mediów o obrabiane elementy powoduje efekt szlifowania / wygładzania, co skutkuje pożądaną jakością powierzchni.

Masowe wykończenie umożliwia skuteczne wygładzenie wewnętrznych powierzchni kanałów

Aby ocenić różne metody obróbki, w tym masowe wykończenie, w celu wygładzenia zewnętrznych i wewnętrznych powierzchni elementów AM, działy inżynierii mechanicznej i chemicznej Politecnico Milano (Włochy) wraz z Rösler Italiana S.r.l. przeprowadziły kompleksowe badanie. Obejmowało to obróbkę części o różnych kształtach i wewnętrznych przejściach o różnych średnicach (3, 5, 7,5 i 10 mm) z wykończeniem masowym, śrutowaniem i chemicznym wykończeniem masowym. Wszystkie trzy systemy obróbki powierzchni dały zaskakująco podobne wyniki. Konwencjonalne wykończenie masowe i śrutowanie konsekwentnie usuwało szczyty chropowatości i wytwarzało podobne profile chropowatości powierzchni. Najlepsze wyniki osiągnięto jednak przy chemicznym wykańczaniu masy: obrabiane przedmioty miały gładszą powierzchnię, jak pokazano we względnie niższych odczytach chropowatości powierzchni i wykazywały typowe przyspieszone chemicznie wykończenie. Przy wartościach Ra wynoszących 0,7 µm chemicznie wspierana metoda wykańczania masy zapewniła nie tylko najniższe wartości chropowatości powierzchni, ale wymagała również najkrótszego czasu cyklu. Wyniki pokazały również, że końcowe wartości chropowatości były mniej więcej identyczne w wewnętrznych i pionowych przejściach poziomych.


Próby przeprowadzono z różnymi geometriami zawierającymi kanały wewnętrzne o średnicach 3, 5, 7,5 i 10 mm  Foto: Rösler Italiana S.r.l..

Badanie udowodniło również, że masowe wykończenie może wywołać wymagany efekt wygładzenia wewnętrznych obszarów powierzchni kanału bez wpływu na geometrię kanału. Obrobione obszary powierzchni były wolne od „rozprysków” proszku i luźnych resztek proszku. Wszystkie trzy metody obróbki poprawiły odczyty chropowatości powierzchni w obszarach wewnętrznych kanałów. Jednak, jak już wspomniano, chemicznie wykańczanie masy przyniosło najlepsze rezultaty w najkrótszym czasie cyklu.


Próby przeprowadzono z różnymi geometriami zawierającymi kanały wewnętrzne o średnicach 3, 5, 7,5 i 10 mm  Foto: Rösler Italiana S.r.l..

W pełni automatyczne przetwarzanie w jednej maszynie

Testy przeprowadzono na kolejnej wersji rozwojowej maszyny M3 od AM Solutions. Ta ostatnia jest marką grupy Rösler, która specjalizuje się w obróbce końcowej elementów drukowanych 3D i oferuje szereg odpowiednich rozwiązań sprzętowych. Obejmują one pełne spektrum funkcji przetwarzania końcowego, takich jak rozpakowywanie, usuwanie struktur podporowych, usuwanie resztkowego proszku, czyszczenie i wygładzanie powierzchni, promieniowanie krawędzi, polerowanie na wysoki połysk i przygotowanie powierzchni do późniejszego powlekania elementów AM.


Biorąc pod uwagę strukturę powierzchni wewnętrznych kanałów i początkową wysoką chropowatość powierzchni elementów 3D, próby wyraźnie wykazały, że chemiczna metoda masowej obróbki wykończeniowej dała najlepsze wyniki wykończenia. Foto: Rösler Italiana S.r.l.

Kolejny rozwój istniejącego systemu M3 pozwoli nie tylko na skuteczną i ukierunkowaną naprawę wewnętrznych przejść, ale będzie również w pełni zautomatyzowanym systemem do spójnego wykańczania elementów drukowanych 3D bez żadnych wymagań dotyczących pracy ręcznej. Oczywiście załadunek i rozładunek detali można również zautomatyzować za pomocą robota. Precyzyjne dozowanie mediów i mieszanki ze specjalnym uzupełnieniem,nsystem dozowania i funkcja „Start” urządzenia są również w pełni zautomatyzowane. W zależności od wymagań dotyczących wykończenia powierzchni można kolejno wykonywać kilka procesów szlifowania i polerowania. Po automatycznym odprowadzeniu mediów z misy roboczej obrabiane elementy są usuwane z uchwytu mocującego. W razie potrzeby można oczywiście dodać oddzielny etap czyszczenia i suszenia, również w pełni zautomatyzowany. To samo dotyczy obsługi przedmiotu obrabianego, w tym przeniesienia na kolejne etapy produkcji. Elementy sterujące systemu pozwalają na przechowywanie i wywoływanie wielu programów obróbki specyficznych dla przedmiotu obrabianego. Parametry procesu dla różnych przedmiotów obrabianych można wybrać, naciskając przycisk lub za pomocą systemu rozpoznawania przedmiotu obrabianego.


We wszystkich trzech metodach obróbki uzyskane wartości chropowatości powierzchni w wewnętrznych i poziomych przejściach wewnętrznych były prawie identyczne. Foto: Rösler Italiana S.r.l.

Do tej pory trudno dostępne wewnętrzne fragmenty przedmiotu obrabianego nie mogły być w ogóle przetwarzane lub tylko przy wysokim stopniu pracy fizycznej. Zautomatyzowana obróbka końcowa komponentów AM pozwala teraz wykonywać tę pracę w krótkich cyklach przy ułamku kosztów, a przede wszystkim przy spójnych, doskonałych wynikach końcowych.

 

Więcej informacji na:
www.rosler.com

 

Źródło: SCHULZ.PRESSE.TEXT. / Rösler Oberflächentechnik GmbH

 

Archiwum:         


 
Strona wykorzystuje cookie w celach reklamowych i statystycznych oraz w celu dostosowania naszej oferty do potrzeb użytkowników. Korzystając ze strony zgadzasz się na ich zapisywanie w pamięci urządzenia zgodnie z ustawieniami przeglądarki. Więcej informacji znajdziesz w naszej polityce prywatności.