Témata
Reklama

Nový stroj pro laserový 3D tisk kovů

Na specializovaném veletrhu Formnext ve Frankfurtu nad Mohanem, zaměřující se výhradně na systémy aditivní výroby, představila firma Trumpf nový stroj pro laserový 3D tisk kovů - TruPrint 2000. Univerzální stroj TruPrint 2000 vyniká několika technologickými novinkami a jeho koncepce je uzpůsobena zejména pro precizní a choulostivé produkty zdravotnického průmyslu a stomatologie. Nicméně firma již nyní deklaruje, že stroj má výhody i pro použití v automotive, leteckém a strojírenském průmyslu nebo pro výrobu nástrojů a forem, protože standardně zvládne zpracovávat všechny typy materiálů od ocelí a nerezu, přes hliníkové, titanové, niklové slitiny až po chrom kobalt a slitiny mědi.

TruPrint 2000 se technicky odlišuje od ostatních strojů řady TruPrint novým systémem proudění inertního plynu ve stavební komoře. Inertní plyn proudí během stavby odzadu směrem k procesním dveřím, a to z důvodu dosažení nejvyšší možné kvality tištěných dílů. Nejvyšším standardům kvality stavby jednoznačně pomáhá během procesu tisku i předehřev stavební desky, který lze nastavit až do 200 °C.

Jedním z klíčových faktorů kvality stavby je kovový prášek, proto je nutné klást na jeho skladování, prosévání a použití ve stroji zvlášť velký důraz. Ke stroji TruPrint 2000 proto byla vyvinuta oddělená přípravná stanice. Její předností je, že usnadní operátorovi bezpečnější manipulaci s práškem a sníží vedlejší neproduktivní časy. Konstrukce přípravné stanice je uzpůsobena k prosévání prášků pod inertní atmosférou, aby bylo zabráněno zhoršení jakosti prášku.

Další novinkou je integrovaná hadice uvnitř procesní komory stroje. Po ukončení procesu tisku operátor použije hadici k očištění vytištěných 3D dílů a vysátí prášku do přepadového kontejneru. Následně operátor vyjme ze stroje přepadový kontejner s nespotřebovaným a neprosetým práškem a vloží ho do přípravné stanice. Druhou komponentou vloženou do stanice je zásobník na prášek, kam se z přepadového kontejneru prášek prosévá. Celý proces běží pod atmosférou z inertního plynu. Po procesu prosévání vrací operátor obě komponenty do stroje. Koncepci uzavřeného okruhu managementu prášku vyvinul Trumpf v předchozích letech již u stroje TruPrint 3000 s centrálními komponenty (vybalovací a prosévací stanice, silo na prášek) a u stroje TruPrint 2000 je zachována linie s vysokým důrazem na bezpečnost operátora a čistotu výrobního prostředí.

Reklama
Reklama
Reklama

Hladký a kvalitní povrch tištěných dílů

Nový stroj je osazen dvěma vláknovými lasery s výkonem 2x 300 W. Oba lasery pracují paralelně a je možné je zaostřit po celé ploše stavební desky o průměru 200 mm. Takové technologické řešení umožňuje tisknout 3D díly bez nežádoucích překryvů a viditelných švů. Kvalitní průměr ohniska laseru 55 µm Trumpf vyvinul již v předcházejících letech a instaloval u strojů malého formátu TruPrint 1000, protože umožňuje dosáhnout hladkého a kvalitního povrchu a komplexních mřížkovaných struktur.

Aditivně vyrobené páteřní implantáty zkonstruovala firma CPM Diagnostics. (Zdroj: Trumpf)Nový design stroje přináší výhody zejména operátorovi díky nápovědě o procesních krocích pro nastrojení stroje na intuitivním ovládacím HMI panelu. Nepředpokládá se, že by firmy uvažující o investici do strojů pro aditivní výrobu měly mít rozsáhlé předchozí zkušenosti s 3D tiskem kovů. Pokud si to zákazníci přejí, je firma schopna podpořit zákazníka zaškolením obsluhy, jak v oblasti programování 3D dat pro tiskové zakázky, tak ve správném ovládání stroje.

Monitoring výrobního procesu

V oblasti digitalizace obsahuje TruPrint 2000 chytré monitorovací softwary, které pracují díky mnoha senzorům ve stroji. Monitorování procesu tavení v práškovém loži (Powder Bed Monitoring) sleduje on-line samotný proces tisku a okamžitě vyhodnocuje možné odchylky nebo deviace v práškovém loži. Druhý software monitoruje jednotlivé tavné lázně (Melt Pool Monitoring). Operátor má pod kontrolou, zda se kontury 3D dílů spékají správně bez výskytu vysoké pórozity, lokálního přehřátí materiálu nebo mikrotrhlin. Tyto monitorovací softwary jsou klíčovým předpokladem zejména pro choulostivé zdravotnické produkty, jako jsou například implantáty. V očích zákazníka je každá stavba po procesu tisku podložena a posílena dokumentací ve formě fotografií nebo reportů, které lze v případě potřeby archivovat nebo zpětně kontrolovat.

Případová studie ověřila vlastnosti stroje

Firma Trumpf již využila vlastní stroj TruPrint 2000 pro případovou studii, kterou zrealizovala a optimalizovala ve spolupráci s partnerem – zdravotní laboratoří CPM Diagnostics. Aditivně vyrobené páteřní implantáty se kvůli stabilitě a regeneraci páteře implantují přímo mezi obratle páteře. Součástí stavby byly i čtyři kusy standardních očíslovaných zkušebních vzorků, umístěných po okrajích stavební desky, u kterých byly provedeny adekvátní testy. Celá stavba, celkem 19 ks implantátů, trvala pouze 24 hodin. Výsledkem případové studie je kvalitní povrch vytištěných implantátů a ekonomicky přijatelné výrobní náklady díky vysoké produktivitě v provedení stroje multilaser.

TruPrint 2000 s oddělenou přípravnou stanicí. (Zdroj: Trumpf)Zúročení mnohaletých zkušeností z výzkumu a vývoje v oblasti aditivních technologií firmy vyústilo ve zkonstruování nového flexibilního a produktivního stroje pro mnoho průmyslových oborů. Nový design stroje a mnoho technologických novinek stroje TruPrint 2000 nabízí uživatelům ideální technologické řešení pro aditivní výrobu komplexních, mřížkovaných a odlehčených dílů s vysokou přidanou hodnotou, kvalitou povrchu, produktivitou a bezpečnou manipulací kovových prášků. Uvedení stroje TruPrint 2000 na český trh plánuje firma Trumpf v průběhu roku 2020.
Reklama
Související články
Vliv složek ochranných atmosfér na WAAM

Svařování v současné době není už pouze technologií ke spojování materiálů. S rozvojem aditivní výroby strojních součástí lze tento proces využít také pro výrobu komplexních a geometricky složitých součástí. Technologie WAAM využívá svařování pro vrstvení jednotlivých svarových housenek do tvaru vyráběné strojní součásti a je charakterizována mnoha proměnnými – mimo jiné i účinky ochranné atmosféry. Cílem příspěvku je zhodnotit vliv jednotlivých složek ochranných atmosfér používaných pro MAG svařování.

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.

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.

Související články
Aditivní technologie (nejen) v leteckém průmyslu

3D tisk, neboli aditivní výroba, v dnešních dnech zažívá opravdový boom. Většina firem technického zaměření, které jsou na špičce v oblasti inovací, tuto technologii vlastní, nebo alespoň externě využívá. Obdoba této technologie však není v přírodě nová, ani nijak výjimečná.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
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.

Procesní řetězec pro průmyslový 3D tisk

Stroje, které generují středně velké díly technologií Laser Metal Fusion (LMF), vyrábějí složité strukturované díly pomocí laseru vrstvu po vrstvě v práškovém loži. Tyto díly mohou mít průměr až 300 mm a výšku 400 mm. Díky chytrému principu válců, který umožňuje jejich rychlou výměnu pro výrobní proces a pro zásobní materiál, se tato nová zařízení etablují v segmentu sériové výroby složitých kovových dílů.

Princip laserového čištění a jeho možnosti

Laserové čištění patří mezi mladé technologie, jež nacházejí stále nové uplatnění nejen v průmyslu. Hlavním důvodem jsou nízké provozní náklady, ekologická šetrnost k životnímu prostředí a v neposlední řadě šetrnost k čištěnému materiálu oproti konvenčním metodám.

Výrobní laserové technologie

Výrobní laserové technologie lze dělit mnoha způsoby-, podle použitého výkonu, délky pulzu nebo interakce s materiálem. Nejjednodušší způsob rozdělení laserových technologií je do tří skupin: dělení a odebírání materiálu, spojování materiálu a úprava povrchu materiálu. Vzhledem k rozmanitosti využití laseru není toto dělení zcela jednoznačné a existuje několik dalších technologií, které se nacházejí mezi těmito kategoriemi.

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.

Výuka a výzkum aditivních technologií

Inovativní výrobní technologie nacházejí své místo také v technickém vzdělávání. Do svých osnov je dříve či později zakomponovaly všechny technické vysoké školy. Avšak pořízení nákladných technologií se neobejde bez podpory ze strany průmyslového výzkumu. Na Fakultě strojní ČVUT v Praze nyní disponují úplně novým zařízením M2 cusing pro výrobu dílů metodou DMLS německého výrobce Concept Laser, dnes působící pod značkou GE Additive. Stroj dodala společnost Misan a technologie slouží primárně pro výzkum v leteckém průmyslu.

Kombinace technologií slévání a 3D tisku

Aditivní technologie přinášejí do oboru slévárenství nový pohled na věc a výrazně ovlivňují nejen proces výroby odlitků, ale i myšlení pracovníků ve slévárnách. Aditivní výroba zásadním způsobem mění zavedené pracovní postupy, systémy práce s výrobní dokumentací, technickou přípravu výroby a technologii výroby odlitků. Mění také možnosti konstrukce odlitků včetně jejich tvarové náročnosti. Proto můžeme bez přehánění tvrdit, že celou slévárnu a její postup výroby odlitků lze vměstnat do jednoho stroje - 3D tiskárny na kovy.

Jsou smíšené konstrukce dočasně za svým zenitem?

Nikdo nenamítá proti oprávněné potřebě lehkých konstrukcí v dopravě, aeronautice, obalové technice a u pohyblivých částí strojů, systémů a zařízení. Avšak jsou smíšené konstrukce s plasty vyztuženými vlákny v současnosti opravdu za svým zenitem?

Harmonizace ve svařování

Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

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