Témata
Reklama

Dva stroje pro aditivní výrobu kovových dílů

Aditivní technologie sice ještě trochu nesměle, ale přesto nezadržitelně pronikají do oblasti průmyslových aplikací. V tomto směru má velký potenciál mimo jiné 3D tisk kovových dílů. Nasvědčují tomu skutečnosti, že na průmyslových veletrzích a výstavách se již pravidelně setkáváme se stroji určenými pro aditivní výrobu kovových součástí a že je do svého portfolia zařazují i významné firmy zabývající se výrobou strojů pro kovoobrábění.

Jednou z takových firem je společnost DMG Mori, v jejíž nabídce pro aditivní výrobu kovových součástí najdeme dokonce stroje dvou odlišných koncepcí. Protože zkušenosti s aditivní výrobou kovových dílů má zatím jen málo firem, předkládáme základní informace o obou těchto technologiích.

Reklama
Reklama
Reklama

Dvě odlišné koncepce

Koncept prvního z těchto strojů společnost představila již v roce 2013 na veletrhu Euromold. Použitá technologie byla v dalších letech postupně zdokonalována a tento stroj je v současnosti již komerčně nabízen pod typovým označením Lasertec 65 3D. Koncepčně vychází z konstrukce pětiosého obráběcího centra DMU 65 monoBlock, takže zvládá technologii obrábění v kombinaci s laserovým navařováním. Přednost tohoto řešení spočívá jednak v kombinaci obou technologií, jednak v možnosti využití pětiosého polohování pro práci laserové navařovací hlavy a přináší i další technologické výhody.

Druhý stroj je letošní novinkou a k vidění byl v únoru na firemním veletrhu v Pfrontenu. Jedná se o typ Lasertec 30 SLM určený pro aditivní výrobu metodou selektivního tavení laserem (SLM, Selective Laser Melting) v práškovém loži. Předností tohoto řešení je jednodušší mechanická konstrukce, a tudíž i nižší pořizovací cena stroje, která je však vyvážena nevýhodami tříosé technologie a nutností použití jemnějších práškových materiálů. Tento stroj byl vyvinut ve spolupráci s německou firmou Realizer, v níž DMG Mori získala majoritní 50,1% podíl.

Oblasti použití

Stroj Lasertec 65 3D je určen pro výrobu prototypů a členitých dílů v malých sériích nebo pro nanášení povrchových antikorozních či otěruvzdorných vrstev s možností následného třískového opracování na jedno upnutí v jednom stroji s pětiosou kinematikou.

Jeho přednosti se uplatní zejména v následujících oblastech a aplikacích:

  • výroba nástrojů a forem – jádra, vložky se systémem chladicích kanálů;
  • automobilový průmysl – opravy poškozených a opotřebovaných kovacích či lisovacích nástrojů, výroba prototypů;
  • letecký průmysl – například opravy turbínových lopatek;
  • ropný průmysl – například navařování vrtacích hlavic pro kombinaci houževnatého a otěruvzdorného materiálu;
  • zdravotnictví – implantáty.

Oblast použití stroje Lasertec 30 SLM se překrývá s předchozím zařízením, avšak liší se charakter stavěných dílů – ty jsou spíše drobnější, jemnější, až filigránové, nebo se jedná o díly s mřížkovou strukturou

Vlastnosti stroje Lasertec 65 3D

Předností technologie použité u stroje Lasertec 65 3D je rychlá stavba dílů (přibližně 10x rychlejší oproti stavbě dílů v práškovém loži) bez nutnosti vytváření podpůrných konstrukcí pro plochy a tvary vystupující do prostoru, neboť rovina, na kterou se má navařovat materiál, se natočí pomocí dvou rotačních os stolu proti ose trysky, která pak pracuje v základním tříosém systému. Tryskami se přivádí kovový prášek a ochranný plyn (Ar) a středem vstupuje laserový paprsek. Plynem je chráněno jen místo navařování proti oxidaci.

Další výhodou je možnost individuálně řídit dva transportní systémy práškového kovu a navařovat postupně dva různé materiály. Přechod na třískové opracování je rychlý a následuje hned po automatické výměně laserové navařovací hlavy za potřebný typ nástroje pro frézování, vrtání či soustružení.

Lasertec 65 3D je kombinací pětiosého obráběcího centra s laserovým navařováním.

Parametry:

  • max. velikost obrobku: Ø 500 x 400 mm;
  • šířka návaru: 3 mm;
  • tloušťka návaru: 0,3 mm;
  • výkon navařování materiálu: 750 g.hod-1;
  • výkon laseru: 2,5–3 kW.

Materiály pro navařování strojem Lasertec 65 3D

Výhodou technologie laserového navařování oproti SLM je použití levnějších práškových materiálů s větší zrnitostí 45–150 µm. Zpracovávat lze tyto materiály:

  • nerezová ocel 1.4404;
  • Inconel 625 a 718;
  • wolframkarbid;
  • molybden;
  • Stelit;
  • nástrojové oceli (svařitelné), rychlořezná ocel;
  • bronz a mosazi.

Naopak nelze navařovat reaktivní materiály, jako je hliník, titan nebo hořčík.

Stavba dílu na stroji Lasertec 65 3D – laserové navařování příruby na konci kuželové části dílu

Vlastnosti stroje Lasertec 30 SLM

Při stavbě dílů ve stroji Lasertec 30 SLM je nutné od sklonu vytvářené roviny 45° vytvářet podpůrnou konstrukci, neboť zařízení pracuje v základním tříosém systému. Nabízí pracovní prostor 300 x 300 x 300 mm, který je celý chráněn ochrannou atmosférou (Ar). V něm je možné postupně zhotovovat řadu dílů rozmístěných v rámci pracovní plochy, a to bez možnosti následného třískového opracování na stejném zařízení.

Lasertec 30 SLM zpracovává jeden typ materiálu. Pokud je zapotřebí zařízení připravit pro jiný materiál, je nutné vyměnit celý práškový modul a důkladně odsát z pracovního prostoru zbytky předchozího materiálu. Celková doba přeseřízení vyžaduje přibližně dvě hodiny.

Lasertec 30 SLM je 3D tiskárna určená pro aditivní výrobu metodou selektivního tavení laserem v práškovém loži.

Parametry:

  • výkon navařování materiálu: 84 g.hod-1;
  • šířka návaru: 0,1 mm;
  • tloušťka návaru: 20–100 µm podle požadavku na kvalitu povrchu a tloušťku navařované vrstvy;
  • výkon laseru: 0,4–1 kW.
racovní prostor stroje Lasertec 30 SLM – současná stavba několika menších dílů

Materiály vhodné ke zpracování technologií SLM

Technologií SLM lze zpracovávat následující materiály o zrnitosti 10–45 µm:

  • nerezová ocel 1.4404;
  • Inconel 625;
  • titan Tilop;
  • molybden;
  • Stelit;
  • nástrojová ocel 1.2709;
  • CoCrMo slitiny pro implantáty a dentální implantáty;
  • AlSi10Mg0,5.
Na letošní tiskové konferenci v Pfrontenu byla v únoru t. r. představena ukázka dílu vytištěného strojem Lasertec 30 SLM. Zde byla nutností stavba podpor. (Foto: autor)

Článek byl zpracován podle informací poskytnutých společností DMG Mori Czech.

Neoznačené fotografie: DMG Mori

Pavel Marek

pavel.marek@mmspektrum.com

Reklama
Vydání #4
Kód článku: 170420
Datum: 12. 04. 2017
Rubrika: Monotematická příloha / Moderní výrobní technologie
Autor:
Firmy
Související články
Hledání příležitostí pro aditivní výrobu

Přestože aditivní výroba našla teprve svá první aplikační využití, očekává se její výrazný rozvoj. Jen v letošním roce by mělo být prodáno o 30 % více strojů pro tento druh výroby než v loňském roce, s obratem přesahujícím sedm miliard dolarů. Ovšem existuje zde řada bílých míst – jak z pohledu možných průmyslových aplikací, tak samotné technologie.

Aditivní výroba míří k sériové výrobě

Aditivní výroba je na vzestupu s celosvětovými prodejním navýšeným o zhruba 30 % v roce 2016 na více než sedm miliard dolarů. Jedním z průkopníků oboru je firma Concept Laser z Lichtenfelsu v Německu. Společnost pokračuje v pozici lídra realizací své vize "Aditivní výroba - továrna zítřka".

V centru evropské formařiny

Ve dnech 30. května až 2. června 2017 se na novém výstavišti ve Stuttgartu uskuteční specializovaný veletrh Moulding Expo, zaměřený na konstrukci nástrojů, texturování a výrobu forem.

Související články
Integrovaná aditivní výroba

Společnost WFL Millturn Technologies zahájila intenzivní vývoj aditivní výroby již před více než rokem. Novou variantu laseru pro stroj M80 Millturn/3000 mm představila na Technologickém setkání v Linci. Tento vývoj přidává zcela novou kapitolu k historii komplexního obrábění.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Výroba polymerních a kompozitních prototypů

Aditivní technologie výroby je termín pro dnes běžně používané označení „3D tisk“. Tato technologie dříve spadala pod tzv. rapid prototyping, který se využívá v různých průmyslových odvětvích pro rychlé vytváření prototypů nebo jejich částí před finální výrobou a samotnou komercializací produktů. Díky dynamickému vývoji odvětví umožňuje dnes tato technologie vytvoření komponent splňujících požadavky pro finální produkt nejen po vizuální stránce, ale i z hlediska mechanických vlastností.

Technologie DMLS - 3D tisk kovů

Moderní technologie vyrábějící 3D objekty přímo z 3D CAD modelů zažívají v posledních letech obrovský rozmach, který svědčí o tom, že se podařilo výrobcům 3D tiskáren dosáhnout kvality a efektivity procesů tak vysoké, že dnes již směle konkurují dlouhodobě zavedeným konvenčním výrobním postupům a mnohdy je dokonce předstihují. Uvedená skutečnost platí dvojnásob pro 3D tisk kovů, který je široce uplatňován v rozmanitých oborech výroby od průmyslu až po zdravotnictví.

Nové technologie osvětlení vozidel

Získat zkušenosti s novými zdroji světla bylo cílem jednoletého projektu Ideag, do něhož se na konci roku 2017 pustila mladoboleslavská společnost EDAG Engineering CZ. Výsledný prototyp zadní lampy navržené pro model Škoda Superb ukazuje možnosti využití tří moderních technologií: elektroluminiscenční fólie, OLED panelu a COB LED destiček.

Nanotechnologie v automobilovém průmyslu

Nanomateriály budou hrát v automobilovém průmyslu bezpochyby významnou roli. Výroba automobilů v budoucnosti se změní na personalizovaný a zakázkový 3D tisk z nanokompozitních materiálů, které nahradí zcela ocel a plasty. Automobil s nanosenzory, které se stanou jeho čidly, se bude sám orientovat a přizpůsobovat okolnímu prostředí.

O strojích a hologramech

Cílem následujícího textu je informovat o novinkách a trendech v oblasti hologramů v průmyslu a také situaci zpřehlednit. Výrazem „hologram“ je totiž označováno téměř nepřeberné množství nástrojů a technologií, které v podstatě spojuje vlastně jen to, že pracují s nějakou formou optické iluze. Takové hologramy je možné využívat nejrůznějším způsobem, totéž platí o způsobech jejich vytváření. Navíc je dění v oboru hodně dynamické. Téměř neustále se objevují nové průmyslové aplikace a vedle nich vzniká řada zajímavých inovací, které jsou předváděny na výstavách, ale fakticky ještě nebyly uvedeny do praxe.

První plnobarevná stolní 3D tiskárna

Společnost Mcor představila jako první na světě plnobarevnou stolní 3D tiskárnu Mcor ARKe a klade si za cíl dostat tuto 3D tiskárnu do každé kanceláře či učebny.

HiLASE - superlasery pro skutečný svět

Lasery nové generace, jež doposud nemají ve světě obdoby, se vyvíjejí a testují v nově postaveném centru HiLASE v Dolních Břežanech u Prahy. Využití najdou v průmyslu i ve výzkumu. V nové budově působí téměř 60 laserových specialistů a techniků, z nichž přibližně polovina je ze zahraničních, často i velmi renomovaných pracovišť.

Milion barev v rapid prototypingu

3D tisk v dnešní době zasahuje prakticky všechny vědní obory a nabízí možnosti, které nejsou doposud celé veřejnosti známé.

Kompozitní materiály z přírodních zdrojů

Veřejnost se stále více snaží být environmentálně odpovědnou. Ani napříč odvětvími průmyslu tomu není jinak. V oblasti kompozitních materiálů můžeme v posledních letech sledovat stále častější tendence využívat přírodní materiály jako náhradu konvenčních syntetických produktů. Roste poptávka po vláknech na rostlinné bázi (například vláknech ze lnu, konopí nebo sisalu) a tyto materiály získávají významný podíl na celkové produkci kompozitních výrobků.

Made in Česko: Bezpečné bezdrátové spojení pro všechny

Prognózy, které se týkají internetu věcí (IoT) a průmyslového internetu věcí (IIoT), se mění stejně rychle jako možnosti této technologie samy. Už v roce 2008 bylo na světě víc připojených zařízení než lidí a odborníci ze Světového ekonomického fóra (WEF) tvrdí, že do roku 2025 bude 41,6 miliardy zařízení zachycovat data o tom, jak žijeme, pracujeme, pohybujeme se, jak fungují naše zařízení, stroje.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit