Témata
Reklama

Kombinace aditivní výroby s obráběním

V současnosti se průmyslově používají dvě technologie laserové aditivní výroby z kovových prášků. První způsob SLS (selective laser sintering) pracuje se spékáním prášku v tenkých vrstvách o tloušťce několika desítek nanometrů. Výhodou je dobrá rozměrová přesnost, nevýhodou naopak omezená velikost dílu daná velikostí pracovního prostoru stroje. Nejčastěji se v současnosti lze s touto metodou setkat při výrobě vstřikovacích forem pro plast, leteckých dílů nebo implantátů pro medicínu vyráběných ze slitin titanu či Inconelu. Protipólem je robustní metoda s mnoha názvy, nejběžněji označovaná LMD (laser metal deposition). Výhodou tohoto způsobu je vyšší produktivita (navaření až několika kilogramů prášku za hodinu) a použití i na větší strojní díly. To za cenu menší tvarové přesnosti a nutnosti větších přídavků pro následné obrábění. Většina významných výrobců obráběcích strojů již vyrábí takové hybridní stroje a integrovala laser s navařovací hlavou do svých strojů.

Společnost Raptech vyvíjí vlastní postupy aditivní výroby strojních dílů. Laserové pracoviště je umístěno bezprostředně vedle obráběcího centra a obě technologie, aditivní i subtraktivní, pracují odděleně. Vyráběný díl je možné pomocí speciálně sestrojeného zařízení jednoduše a rychle přesunout a navařit nebo obrobit bez nutnosti ustavování a najíždění souřadnic. Oproti způsobu integrace do jediného stroje pracuje v tomto uspořádání laser i obrábění zároveň.

Reklama
Reklama
Reklama

Vyplatí se použít aditivní metodu?

Protože neexistuje obecně použitelné know-how, postupuje se v závislosti na výrobku zhruba následovně. Nejdříve je nutné vyhledat vhodný díl, kde se uplatní výhody aditivního procesu. Často to bývá těžko obrobitelný a drahý materiál s takovou konstrukcí, že obrábění tvoří velkou část výrobního času. Příkladem mohou být šnekové dopravníky nebo části leteckých motorů. Jiným příkladem jsou tvarově složité součásti obsahující drahé nebo těžko dostupné technologie. Klasickou ukázkou jsou formy na vstřikování plastů s komplikovaným labyrintem chladicích kanálků vyráběných EDM. Následuje ověření, zda aditivní výroba je ekonomicky rentabilní a zároveň zda jsou dosažené vlastnosti stejné nebo lepší oproti konvenční výrobě. Bohužel nestačí testovat pouze pevnost nebo tvrdost, často je důležitá otěruvzdornost, tribologické chování, korozní odolnost apod. V řadě případů je třeba provést také samotné testování v provozu, které přinese definitivní rozhodnutí o změně technologie výroby.

Ukázkou může být technologie opravy forem pro práci za tepla, na které firma Raptech ve svém vývojovém centru soustavně pracuje. Prvním krokem byla optimalizace technologie. Na zkušebních vzorcích byly optimalizovány parametry navařování, jako je výkon laseru, množství navařovaného prášku atd. Dále nesměl aditivně vyrobený polotovar obsahovat vnitřní vady, póry, trhliny. Testovány byly také různé kovové prášky. Následně byla vyrobena testovací zápustka, pomocí níž bylo vyrobeno několik stovek výkovků. Polovina zápustky byla vyrobena konvenčně, druhá polovina aditivně. Technologické zkoušky potvrdily, že aditivně vyrobená část má srovnatelnou otěruvzdornost při tváření za tepla, a dokonce vykazuje menší geometrické deformace. Podobným vývojem prochází také formy pro tlakové lití hliníku, kde je možné po opotřebení hlavu formy repasovat. Aditivní postup v tomto případě mimo jiné umožňuje vytvořit v hlavě formy chladicí labyrint již během navařování materiálu, čímž odpadá operace elektroerozivního hloubení ve velké hloubce s tvarově složitými elektrodami. Tím se snižují nejen náklady na kooperace, ale především rychlost repase forem.

Příklad opravy opotřebené zápustky a formy pro lití hliníku aditivním procesem

Na prahu hledání

Je zřejmé, že aditivní technologie není všespasitelná a díky řadě omezení je vhodná jen pro určitý segment výrobků. Její revolučnost spočívá v nezbytnosti změny celé koncepce výroby, pokud se pro ni rozhodneme. Stejně jako tomu bylo i v jiných případech, třeba při zavedení pásové sériové výroby. Stojíme tak na prahu hledání nových aplikací a technologických postupů, kde nás čeká ještě mnoho práce. Berme to jako koření strojírenské praxe a možnost tvůrčího odpočinku od rutinní každodenní výroby. Třeba nás to v budoucnosti posune mezi firmy s vyšší přidanou hodnotou.

Raptech

Stanislav Němeček

nemecek@raptech.cz
www.raptech.cz/

Reklama
Vydání #4
Kód článku: 180458
Datum: 11. 04. 2018
Rubrika: Trendy / 3D technologie
Autor:
Firmy
Související články
Aditivní výroba unikátních řezných nástrojů

Aditivní technologie jsou jedním z nosných pilířů Průmyslu 4.0. Od roku 2014, kdy v ČR 3D tisk kovů odstartoval „ve velkém“, byla o této problematice napsána celá řada publikací, díky nimž je tato technologie považována za poměrně známou. Jedním z průkopníků 3D tisku v ČR je firma Innomia, která přinášela informace o technologii DMLS do povědomí českého průmyslu již několik let před tímto zmiňovaných boomem.

Od aditivních strojů k hybridním zařízením

Zlepšující se funkčnost a výkon hardwaru, široká paleta volby materiálů a stále se zlepšující kvalita vyráběných součástí přispívají k růstu aditivní výroby. Technik ve výrobě tak získává neustále na významu.

Hybridní 3D tisk - tisk a obrábění na jednom stroji

K dnešním technologiím už neodmyslitelně patří progresivní rozvoj výroby pomocí kovového 3D tisku. Tato technologie uvolňuje ruce konstruktérům, kteří téměř nejsou limitovaní tvarem součásti, strukturou materiálů atd. Z pohledu výrobního 3D tisk však vytváří řadu nových technických výzev k řešení.

Související články
Automatizace lidem práci nebere

Automatizaci se ve firmě Kovosvit MAS věnují od roku 2013. Z původního projektu vznikla samostatná divize MAS Automation a na letošní rok má plánované téměř dvojnásobné tržby oproti roku 2017. V porovnání s plánovaným obratem celého Kovosvitu jsou tržby divize zatím nevýznamné, ale průměrný růst divize o dvě třetiny ročně dokládá, že automatizace má v podniku ze Sezimova Ústí zelenou.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
CIMT a Čína v roce 2023

Počínaje Velikonočním pondělím se v Pekingu, téměř tradičně v tomto čase, po pět dnů konal další ročník veletrhu výrobních strojů CIMT 2023. Pro cizince byla poslední výstava jednoduše dostupná na jaře roku 2019. Od ledna 2020 se přestalo do Číny létat a události nabraly nečekaný spád. V tomto krátkém textu se podíváme na výstavu i před brány výstaviště.

Důraz na udržitelnost, digitalizaci a 3D tisk

Japonsko je zemí, kde se rodí nejmodernější technologie a kde se dbá na udržitelný způsob života. Je kolébkou průmyslu a domovem největších průmyslových firem. Každé dva roky mají návštěvníci z celého světa možnost nahlédnout prostřednictvím veletrhu Jimtof (Japan International Machine Tool Fair) pod pokličku nejnovějších inovací v oboru obráběcích strojů a jejich příslušenství. Díky pozvání Japonské asociace výrobců obráběcích strojů JMTBA jsme měli možnost zúčastnit se tohoto veletrhu osobně. V následující reportáži se vám pokusíme zprostředkovat alespoň pár nejzajímavějších témat, která zde zazněla.

Soumrak strojírenských bohů

Až do nedávné doby, dalo by se říci před covidem, bylo jednání některých tradičních firem vyrábějících obráběcí stroje bez pokory, a někdy hraničilo až s arogancí. Jednání bez úcty nejen vůči zákazníkům (což zní přímo drze), ale také vůči partnerům dodávajícím subdodávky, vysokým školám a také spolupracujícím partnerům. Mají za sebou přeci tradici desítek let, kdo jim bude co radit, jak mají jednat a dělat. Nikdo přeci. A nyní? Padla kosa na kámen a otupila se, možná se i pokřivilo ostří.

Téma: technologie pro výrobu forem

Díly, součásti či výrobky, které spatřily světlo světa díky tomu, že byly vylisovány, odlity či vykovány ve formě, jsou doslova všude kolem nás. Forma je zařízení často velmi složité a komplexní a k její výrobě je potřeba řada špičkových technologií. Následující článek představuje některé z nich.

Na evropské trhy s finanční podporou

První celoevropsky významná akce v oblasti strojírenství a subdodavatelské branže se v příštím roce koná na lipském výstavišti v termínu 2. až 5. března: veletrhy Intec a Z 2021. Také a možná právě v současných obtížných časech zde čeští vystavovatelé a návštěvníci mohou navázat důležité obchodní kontakty a informovat se o nejnovějších trendech a vývoji v oboru. Vystavovatelé z Česka navíc se státní podporou.

Zcela jiné možnosti s aditivními technologiemi

Nadnárodní společnost General Electric napříč všemi svými dceřinými společnostmi neustále prohlubuje obrovské know-how. Vlastní zkušenosti s vývojem aditivně vyráběných částí zejména pro potřeby leteckého průmyslu přesahující již dvě dekády daly podnět ke vzniku zákaznického centra. GE Additive otevřela v roce 2017 zákaznické centrum (Customer experience center – CEC) kousek od Mnichova, kde firmám nabízí pomoc s nelehkými začátky s aditivními technologiemi.

Pod dvou letech opět na EMO do Hannoveru

Od 16. do 21. září 2019 se uskuteční 22. ročník největšího světového veletrhu zpracování kovů EMO. Megaakce se koná opět v Německu, které je po Číně a USA třetím největším trhem obráběcích strojů na světě. Veletrhu se účastní téměř 2 100 vystavovatelů ze 47 zemí světa. Z České republiky se očekává účast 28 firem na ploše necelých 1 700 m2. Na minulý veletrh v roce 2017 přijelo do Hannoveru z České republiky přes 2 200 odborníků.

CIMT Peking, Část 2. Win Together

Podtitul veletrhu CIMT 2019 byl: 融合共赢 智造未来. Musíte uznat, že motto veletrhu je v této pro nás exotické podobě zahaleno značným tajemstvím. Dáte-li větu do automatického překladače, výsledná myšlenka zní: fúze a výhra. Jednoduchá slova, divný obsah - tento způsob nalezení významu věty opravdu není žádná výhra. Proto se o nápravu "ztráty v překladu" pokusíme v druhém vstupu z veletrhu, ve kterém se tentokrát podíváme i za technikou.

CIMT Peking, Část 1. Obecný pohled

V předvelikonočním týdnu se v Pekingu uskutečnil veletrh obráběcích strojů CIMT 2019. V asijském regionu se jedná o obdobu veletrhu EMO Hannover. A stejně jako EMO je velkou měrou národní výstava německé výrobní techniky, tak CIMT je převážně čínský. V tomto prvním vstupu se podíváme na letošní ročník trochu s odstupem, aniž bychom se zaměřili na konkrétní exponáty.

Stroje, na kterých je radost obrábět

Středa 16. května, předváděcí hala firmy Teximp v Praze, v Horních Počernicích. Právě nyní a právě tady probíhá výroční „Open house“ – výstava CNC strojů, automatizace a technologií.

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