Generativní výroba v kvalitě finálního výrobku

V době stále kratších životních cyklů produktů a komplexnějších a více individualizovaných součástek mohou generativní metody pomoci společnostem k rychlejší výrobě nových a inovativních produktů. Generativní výrobní metody umožňují realizaci komplexních geometrií a obrobků. Jedinečná technologická kombinace laserového navařování pomocí práškové trysky a frézování zpřístupňuje uživateli zcela nové aplikace a geometrické možnosti. Společnost SAUER LASERTEC nyní svým strojem LASERTEC 65 3D nabízí hybridní řešení spojující generativní laserové navařování a 5osé frézování. U této technologie se generativní proces realizuje nanášením kovového prášku pomocí trysky, čímž se dosahuje až 20krát vyšší rychlosti než při generování v práškovém loži.
Trh aditivních technologií v minulosti razantně rostl. Použití však doposud bylo omezené na výrobu prototypů a malých součástek, které nebylo možno vyrábět žádnou jinou běžnou technologií. Díky kombinaci obou technologií, aditivní i obráběcí, na jednom stroji může aditivní technologie výhodně doplnit a rozšířit tradiční obráběcí metody.
Hybridní centrum LASERTEC 65 3D je pro generativní výrobu pomocí laserového navařování vybavené diodovým laserem s výkonem 2 kW, přičemž plnohodnotný 5osý frézovací stroj DECKEL MAHO se stabilní konstrukcí monoBLOCK® umožňuje také vysoce přesné frézovací operace. „LASERTEC 65 3D se díky plně automatickému přechodu mezi frézovacím a laserovým provozem hodí pro kompletní obrábění komplexních součástek s vnitřními úkosy, také však na opravy a na nanášení dílčích nebo kompletních vrstev ve výrobě forem a strojů nebo také pro zdravotní techniku,“ vysvětluje Friedemann Lell, vedoucí odbytu společnosti SAUER LASERTEC ve Pfrontenu.

Generativní výroba velkých dílů
Na rozdíl od laserového tavení v práškovém loži umožňuje laserové navařování pomocí trysky výrobu velkých dílů. Díky rychlostí nanášení až 3,5 kg/h je tento proces přibližně 10krát rychlejší než laserové generování dílů v práškovém loži. Kombinace s frézováním navíc zpřístupňuje zcela nové oblasti aplikace. Obrobek lze generovat ve více stupních, přičemž mezi jednotlivými navařovacími operacemi lze frézováním obrobit na finální přesnost místa, která na hotovém obrobku z důvodu jeho geometrie již nebudou frézou dosažitelné.
Hybridní stroj kombinuje výhody frézování, jako např. vysokou přesnost a kvalitu povrchu, s flexibilitou a vysokou rychlostí práškového navařování. „U integrálních součástí, u kterých se dnes 95 % materiálu odstraňuje frézováním, se aditivní technologií umísťuje materiál pouze tam, kde je zapotřebí. Touto metodou se ztráty materiálu sníží na 5 %. To přináší významné úspory surového materiálu i nákladů,“ vysvětluje Friedemann Lell.
Laser včetně hlavice s tryskou se upíná do upínače HSK frézovacího vřetena. Během frézovacích operací se laserová jednotka automaticky parkuje v bezpečné dokovací stanici.
Ovládání stroje zajišťuje panel ERGOline® 19" s Operate 4.5 na SIEMENS 840D solutionline. Řídicí jednotka pro laserový proces je umístěná v samostatném rozvaděči, což usnadňuje integraci tohoto systému i do jiných strojů DMG MORI.

Realizace 3D-kontur
Kovový prášek se pomocí diodového laseru po vrstvách natavuje na základní materiál, se kterým se spojí bez vzniku pórů nebo trhlin. Kovový prášek vytvoří s povrchem vysoce pevný svařovaný spoj. Koaxiální ochranné sklo zabraňuje oxidaci během procesu navařování.  Po vychladnutí vznikne kovová vrstva, kterou je možno dále mechanicky obrábět.
Jelikož laserové navařování je jako samostatná technologie již dávno osvědčené, lze ho ideálně integrovat do vysoce kvalitních CNC strojů společnosti DMG MORI. „Kombinace třískových a aditivních metod bude v budoucnosti stále významnější, protože uživateli otevírá mnoho nových možností a výhod,“ říká jednatel Lell.
Síla této technologie spočívá v možnosti nanášet postupně vrstvy různých materiálů. Aktuálně se používají dvě optiky se šířkou stopy 1,6 nebo 3 mm. Po jednotlivých vrstvách lze generovat také komplexní 3D-kontury bez podpěrných geometrických prvků.
Jednotlivé vrstvy pak lze precizně obrobit předtím, než se tato místa z důvodu geometrie součásti stanou nepřístupná pro frézu nebo jiný nástroj. Kombinace obou technologií je účelná pro opravy a pro výrobu nástrojů a forem, nabízí však také mnoho zajímavých možností pro výrobu lehkých komponent, prototypů nebo malých sérií. Vhodná je zejména v oblasti výroby velkých dílů, u nichž jiné aditivní metody nelze z důvodu omezeného pracovního prostoru použít.

Cenově výhodné řešení
Velké stroje, jaké se používají pro obrábění rozměrných dílů pro energetiku nebo letecký a kosmický průmysl, jsou obecně nákladné. Zredukuje-li se proto hrubování, navařování a dokončování na jediný stroj, představuje to pro zákazníka finančně výhodné řešení.
V energetickém a naftařském průmyslu je kromě toho často nutno na díly nanášet antikorozní slitiny jako ochranu před opotřebením. Navařování zde nabízí ochranu pro produkty, jako jsou trubky, armatury, příruby a speciální součásti, které jsou vystaveny agresivnímu prostředí. Díky hybridnímu stroji lze obrábění základního polotovaru, nanášení vrstev a dokončovací operace realizovat na jediném stroji. Přínosem jsou úspory nákladů a zkrácení průběžných časů.

Highlights LASERTEC 65 3D
• Jedinečná kombinace laserového navařování a frézování pro nejlepší kvalitu povrchu a přesnost obrobků.
• Laserové navařování s práškovou tryskou: 10krát rychlejší než s práškovým ložem.
• Možnost realizace kompletních dílů.
• Možnost realizace mnoha 3D-geometrií, také s vnitřními úkosy, a to bez podpůrné konstrukce.
• Repase komponentů turbín a dílů z oblasti výroby nástrojů a forem.
• Nanášení ochranných vrstev proti korozi a opotřebení.
• Kompletní obrábění s plně automatickým přechodem mezi frézovací a laserovou technologií.
• Velký pracovní prostor pro obrobky do q 500 mm, výšky 360 mm a hmotnosti až 1000 kg.
• Přístupnost a ergonomie: šířka dveří 1430 mm, optimální přístup zepředu.
• Malé nároky na prostor díky ustavovací ploše 7,5 m2.
 

Publikováno: 31. 8. 2015 | Počet zobrazení: 2458 448