Témata
Reklama

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.

Výhody průmyslového 3D tisku jsou již dobře známy a popsány. Přinášejí ekonomické zisky, protože pomocí nich jsou výrobky vyráběny snadněji a přesto v požadované kvalitě. Současně se vyrábí méně konstrukčních celků a není nutné používat drahé obráběcí nástroje. Pro malé a střední podniky (MSP) jsou však pro jejich použití stále překážkou pořizovací náklady a náklady na provoz.

Reklama
Reklama

Cenově přístupná zařízení 3D tisku pro MSP

Přesně tento aspekt měli na zřeteli pracovníci firmy OR Laser zhruba před třemi roky, když začali vyvíjet novou platformu pro aditivní výrobu kovových součástí. Cílem bylo dodat na trh cenově přístupné aditivní zařízení, bez omezení z hlediska kvality vyráběných součástí. Prvním výsledkem této práce bylo zařízení OR Las Creator, které bylo veřejnosti představeno koncem roku 2016. Při vývoji chtěli vývojáři vyjít z možností MSP, slíbili hospodárný provoz a poloviční investice ve srovnání s dosavadními systémy při nezmenšené kvalitě výrobků. Výsledek vycházel mimo jiné z více než dvacetiletých zkušeností z vývoje a výroby laserových zařízení pro laserové svařování, řezání, gravírování a popis součástí.

Hybridní stroj firmy OR Laser tiskne součásti technologií SLM a umožňuje frézovat vnější i vnitřní tvary.

V oblasti aditivní výroby nabízí podnik pro 3D tisk kovů zařízení typu Direct Metal Deposition (DMD), komerčně použitelné již od tohoto roku. V kooperaci s Fraunhoferovým institutem ILT (für Laseertechnik) byla vyvinuta nová inovovaná tryska pro přívod prášku pro řadu Diodeline – Reihe, jako typ OR Las Cube.
S ohledem na použití DMD může být zvýšena pracovní rychlost oproti ručnímu nanášení vrstev laserem o 250 % až 330 %. Trysku pro nanášení prášku je možné rychle a jednoduše adaptovat do stroje pro svařování laserem typ AM-2.0 a tím poloautomatizovat nanášení kovových vrstev. Oproti konvenčnímu navařování vrstev, u kterého musí materiál navařovat většinou svářeč ručně z drátu, pracuje nové zařízení poloautomaticky a precizněji a tím se zvyšuje produktivita.

U zařízení DMD je kovový prášek přiváděn z trysky koaxiálně k paprsku laseru na povrch stávající vrstvy. Zařízení je kompletně automatizovatelné a může byt realizováno na již existujícím stroji s průměrným výkonem laseru 300 W. Je také použitelné pro vytváření trojrozměrných povrchů součástí a skýtá tak mnoho aplikací pro použití (čištění nebo zušlechťování povrchů, modifikace tvarů, oprava poškozených forem, zápustek a nástrojů a následné vytvoření opět nových použitelných nástrojů).

Tryska pro dodávání prášku vyvinutá společně firmou OR Laser a Fraunhofer Institut.

Od strojů SLM k hybridním zařízením

Z dosavadních zkušeností a provedených expertiz vyplývá trvalé rozšiřování pole působnosti aditivní technologie systémů SLM OR Las Creator na bázi nanášení prášku. Zařízení se vyznačuje mimo jiné konstrukcí s novou koncepcí nanášení vrstvy, která má zajišťovat rychlejší a plynulejší průběh provozu a tím zvýšit rychlost nanášení prášku.

Takto lze vyrábět součásti o 30 % rychleji než na srovnatelných zařízeních nabízených na trhu. Systém pracuje s vláknovým laserem o výkonu 250 W, který svojí kvalitou a stabilitou záření zajišťuje konstantní stabilní provozní podmínky. Je to dáno zejména vysokým stupněm roztavení nanášeného prášku, což vede k vyšší hustotě nanesené vrstvy a lepší kvalitě jejího povrchu.

Na veletrhu Formnext 2017 představila firma OR Laser zařízení OR Las Creator hybrid jako logický výsledek dalšího vývoje zařízení Creator. V jednom zařízení je spojena technologie 3D tisku a frézování. Kombinovaná technologie 3D tisku s přesnou, číslicově řízenou frézkou zaručuje požadovanou přesnost výroby a vysokou kvalitu povrchu, odpovídající třískovému obrábění, se současným využitím výhod technologie 3D tisku.

Přitom Creator hybrid umožňuje samozřejmě i samotné klasické frézování. Klasickým frézováním lze obrobit vnější tvary při dosažení vysoké přesnosti a jakosti opracované plochy. Jiné to je při obrábění vnitřních tvarů, například vnitřních chladicích kanálků, kde se v plné míře uplatní výhody 3D tisku. Hybridní stroj poskytuje všechny vlastnosti 3D tisku svého staršího bratra: výkon laseru 250 W při velikosti stopy paprsku 40 µm, pracovní rychlost až 3 500 mm.s-1, průměr základny 110 mm a maximální stavební výšku 100 mm.

Řízení obou zařízení je prováděno pomocí tabletu. Při tisku je přitom možné provádět z jednoho místa kontrolu a úpravu všech důležitých parametrů procesu, jakož i cloud manufacturing. Aby bylo možné používat zařízení pro 3D tisk také samostatně, dodává firma OR Laser kompletní řešení sestávající ze stroje, provozního softwaru a vyvinutých stykových míst. Pro uživatele tím odpadají dodatečné náklady a je zajištěna jednoduchá integrace do frézovacího stroje.

MM MaschinenMarkt č. 50/51, 2017, str. S16–S17

Eric Herrmann, zpracoval Jaroslav Řasa

jar.rasa@seznam.cz

Poznámka zpracovatele:
Byla vyvinuta celá řada metod, jejichž principem je vytváření součásti po vrstvách. Jsou to například stereolitografie (vytvrzování fotopolymeru laserem), LOM (vyřezávání tvarů vrstev ze speciální fólie a jejich slepování), FDM (vytváření součásti nanášením roztaveného matriálu tryskou) a další. Krátký popis metod je uveden v publikaci J. Řasa, P. Pokorný, V. Gabriel: Strojírenská technologie 3, 2. díl, Praha, 2001, Scientia.


Reklama
Vydání #4
Kód článku: 180415
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.

Vývoj v oblasti 3D tisku z kovu pokračuje

Již téměř před rokem představila společnost Kovosvit MAS v rámci tradičních zákaznických dnů stroj WeldPrint5X. Na zářijovém strojírenském veletrhu v Brně byla novinka, která kombinuje plnohodnotnou generickou technologii (navařování kovu) a plnohodnotnou subtraktivní technologii pomocí frézování až v pěti osách, oceněna Zlatou medailí. „Ocenění ještě zvýšilo motivaci celého týmu, který na vývoji technologie pracuje,“ říká Petr Heinrich, technický ředitel Kovosvitu MAS. A prozradil, že firma chystá další novinky v oblasti 3D tisku z kovu.

3D technologie letem světem

Vývoj 3D technologií dnes již zasahuje téměř do všech oblastí výroby. Uplatnění nachází u kusové výroby, ale dokáže si najít své místo i v sériové a dokonce velkosériové výrobě, kde nemusí jít nutně o samotné výrobky, ale např. o výrobu nástrojů nebo přípravků.

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
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.

Technologie roku 2018

Další z řady odborných seminářů společnosti Misan v jejím sídle v Lysé nad Labem s názvem Technologie roku 2018 se uskutečnil v únoru ve spolupráci se společností Tungaloy. Hlavními tématy byly automatizace výrobních procesů, monitorování a propojování výrobních strojů a systémů a představení nových výrobních zařízení, nástrojů a technologií, které pak byly následně předvedeny v praktické části semináře při ukázkách obrábění. Bonusem na semináři byla přítomnost chairmana a CEO Okuma Europe a Okuma America Corporation Takeshiho Yamamota a senior manažera z oddělení obchodu Okuma Europe Ralfa Baumanna, kteří poskytli MM Průmyslovému spektru exkluzivní rozhovor.

Desatero pro export - Marketingový průzkum poprvé

V dnešním díle našeho exportního seriálu se budeme věnovat marketingovému průzkumu. Ten je základním nástrojem pro posuzování jednotlivých vývozních teritorií a sestavování individuálních exportních plánů. Cílem je vytvořit profily potenciálních trhů, které zahrnou jejich charakteristiky, očekávání a preference. Na základě těchto profilů chceme sestavit klasifikaci atraktivity trhů podle předem určených kritérií. Dalšími cíli jsou analýza konkurence na vybraných trzích, identifikace hrozeb a příležitostí a určení právního rámce a systému autorského práva.

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.

Bezobslužná výroba forem rychle a přesně

Požadavky na výrobce nástrojů pro vstřikování plastových dílců rostou kontinuálně, současně se zvyšuje tlak na ceny ze zemí s nízkými mzdami. Pro výrobu těchto nástrojů jsou proto vyžadovány obráběcí stroje, které jsou vysoce produktivní i velmi přesné, aby bylo možné snížit náklady na opravu zmetků a rychle splnit přání zákazníků. Kromě toho musí "ladit" podpora ze strany výrobce stroje.

Současný vývoj v oblasti řezných nástrojů

Vývojové trendy v segmentu obráběcích řezných nástrojů jsou navázány na progresi ve strojírenské výrobě a reagují na aktuální potřeby průmyslu. Výzkum a vývoj již dlouhodobě soustřeďuje svou pozornost na vývoj řezných materiálů, systémů povlakování, konstrukce moderních nástrojů využívajících princip minimálního mazání a chlazení MQL, koncepty inovativních upínacích soustav. V současnosti jsou rozvíjeny technologie pro inteligentní výrobu s aplikací předností Průmyslu 4.0, včetně automatizace výrobního procesu, sběru dat o zařízeních, procesech a vyráběných dílcích. Na veletrhu EMO Hannover 2019 byly společnostmi představeny chytré technologie a řešení inteligentního řízení procesu obrábění. Digitalizace a konektivita jsou nyní důležitější než kdykoliv předtím.

Již druhý hybridní stroj WeldPrint

Kovosvit MAS ve spolupráci s ČVUT vyvinul již druhý tzv. hybridní stroj pod obchodním názvem WeldPrint. Jde o technologii 3D tisku z kovu plně vyvinutou v České republice patřící do kategorie Hybrid Manufacturing (HM). Umožňuje vytvářet kovové dílce navařováním pomocí elektrického oblouku a jejich obrábění v jednom pracovním prostoru s výrazně menšími náklady než u jiných technologií 3D tisku z kovu. Nový stroj bude díky nižší pořizovací ceně dostupnější než jeho předchůdce.

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.

Obrábění těžkoobrobitelných materiálů

Stále rostoucí požadavky výrobců proudových motorů vyžadují kontinuální vývoj žárupevných materiálů. Klasické metody obrábění jsou zde na hranici svých možností, efektivní alternativou je elektroerozivní řezání drátovou elektrodou.

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