Az Internet Explorer kereső egy régebbi verzióját használja. Az optimális megjelenítés érdekében kérjük, frissítse keresőjét.
Fém 3D-nyomtatása tartószerkezetek nélkül
A HS Automation a KUKA-val együttműködésben kifejlesztett egy lézercellát a fém additív gyártásához. A KR IONTEC lézersugaras hegesztési eljárás komplex fém alkatrészek gazdaságos és anyagkímélő gyártását teszi lehetővé.
A KUKA robotok forradalmasítják a komplex struktúrák additív fémgyártását
A fémipar előtt álló kihívások száma egyre növekszik: A moduláris automatizálási cellában a 3D-s fémnyomtatás új típusával, a HS Automation és a KUKA új mércét állít fel. A 3D-s fémnyomtató a KR IONTEC család robotját egy forgó-billenő asztallal kombinálja, amely a munkadarab-előírásoknak megfelelően szinkronban mozog a robotkarhoz. A Meltio nyomtatófej végén lévő hat hegesztőlézer pontosan a hordozóanyagra, illetve a keletkező munkadarabra olvasztja a szálat. A kész alkatrészt nem, vagy csak minimális mértékben kell utólag megmunkálni. A fejlesztők együttműködve minimális anyaghulladékot és alacsony termelési költségeket érnek el, szinte korlátlan tervezési lehetőségekkel. A technológia révén olyan szerszámok, alkatrészek és szabadformák hozhatók létre, amelyek rozsdamentes acél, titán, inconel és építőacél anyagtulajdonságokkal rendelkeznek. A szakértők szerint hamarosan a réz 3D-nyomtatása is lehetségessé válik.
Ez lehetővé teszi a bionikus konstrukciók és összetett szerkezetek 3D nyomtatását is, például a könnyűszerkezetes konstrukciókban és a prototípusoképítésében. A kkv-k a gyors pótalkatrész-gyártás, valamint az energia- és anyagmegtakarítás előnyeit élvezik. Az olyan innovatív szoftvermegoldások alkalmazása, mint a KUKA.CNC, még vonzóbbá teszi a technológiát a kis- és középvállalkozások számára. A KUKA.CNC-nek köszönhetően a korábban CAD-szoftverrel vagy CAM-rendszerrel tervezett struktúrák közvetlenül mozgathatók – anélkül, hogy a CAD-fájlt KUKA Robot Language-re (KRL) kellene konvertálni.
A HS Automation automatizálási szolgáltató székhelye Vöhringenben, Baden-Württemberg tartományban található, és 2017 óta működik együtt a KUKA-val.
Fém 3D-nyomtatása a KR IONTEC és a KUKA forgó-billenő asztal segítségével
Az innovatív 3D-s fémnyomtatási eljárás anyagmegtakarítást és költséghatékony összetett alkatrészeket eredményez.
Hogyan működik a fém 3D-nyomtatása a KUKA robotokkal?
A fémek additív gyártása területén szinte percenként jelennek meg újabb és újabb innovációk. A cél az, hogy már az 1. kiszereléstől kezdve költséghatékonyan termeljünk, csökkentsük az anyagfogyasztást, és vele együtt az utófeldolgozási időt is. A HS Automation automatizálási szakértő a 3D lézersugaras hegesztőcellával teljesíti a fémipar modern gyártásának mindezen követelményeit. A 3D nyomtató rétegről rétegre hegeszti a munkadarab-tartót.
Az additív gyártási technológia a robotok és a billenőasztal térbeli mozgékonysága előnyeit élvezi.
A lézerszinterezéssel ellentétben a tartó nem süllyed le, hanem a robotkar szinkronban mozgatja a lézert a forgó-billenő asztalhoz, amelyre a tartó fel van szerelve. A szintén a KUKA által kifejlesztett DKP-400 V2 úgy pozícionálja a munkadarabot, hogy a nyomtatófej mindig a megfelelő helyen új anyagot tudjon felhegeszteni. Az előre megtervezett 3D objektum így növekszik rétegről-rétegre. A hagyományos fém-3D-nyomtatáshoz hasonló tartószerkezetek feleslegessé válnak - csakúgy, mint a porkezelés, amely más 3D-lézernyomtatóknál vagy a fém-lézerszinterezőknél jelentkezik. Egy másik különbség a gyártott alkatrészek mérete: A hagyományos alkalmazásoknál a méret 50-ről 50 cm-re korlátozódik. A HS Automation technológiájával nagy alkatrészek is előállíthatók.
A fém-3D-nyomtatórendszer lézere 2 mm falvastagságú rétegeket hord fel.
A 3D fémnyomtatás esélyei és lehetőségei
Az abszolút bemért robot alkalmazása garantálja azt a pontosságot, amely megkülönbözteti a fémnyomtató alkalmazást a meglévő konkurenciától. „A robotmegoldással jelentősen bővítjük a gyártás lehetőségeit”, magyarázza Rolf Steidinger, a HS Automation ügyvezető igazgatója és üzletvezetője a 3D-fémnyomtató által kínált lehetőségekről. Az eljárás megoldja például a pótalkatrészek problémáit, mivel a már nem elérhető alkatrészek önmagukban is előállíthatók.
Ha egy alkatrész nem állítható elő hagyományos módon, akkor ennek a készüléknek a használata elkerülhetetlen.
A hagyományosan kivitelezhető alkatrészek esetében az eljárás alacsonyabb költségek és négyszer nagyobb termelékenység révén győzedelmeskedett. A lézeres felhordó hegesztés esetében csökken mind az anyagigény, mind az utómegmunkálási idő a teljes fémblokkból történő maráshoz vagy esztergáláshoz képest. A megtakarítási potenciál itt az anyagnak akár a 98%-át is eléri. Ezek az erősségek különösen a szerszámgyártásban, a speciális berendezések gyártásában vagy a prototípusok gyártásában bizonyultak előnyösnek. Az áramlás-optimalizált alkatrészek, például szélerőmű-berendezések gyártása, tesztelése és optimalizálása így rendkívüli módon felgyorsul.
Rolf Steidinger ügyvezető igazgató és üzletvezető hatalmas potenciált lát a 3D-fémnyomtatás technológiájában.
Az additív fémgyártás előnyei
A robot, a billenőasztal és a lézernyomtató-fej innovatív kombinációja új szabványokat állít fel a fém 3D-nyomtatás terén.
Hatékony anyaghasználat
A fémhulladék drasztikusan csökken a maráshoz képest. A 3D-nyomtatás tartószerkezetek vagy fémpor nélkül működik.
Költséghatékony és fenntartható
Az eljárás a hagyományos gyártáshoz képest négyszer nagyobb termelékenységet és 90 százalékos költségmegtakarítást eredményez.
Maximális tervezési szabadság
Az additív fémgyártás különösen ott kifizetődő, ahol komplex struktúrákra vagy kettős falú tárgyakra van szükség.
Optimális mikrostruktúra
A 3D fémnyomtató 2 mm falvastagságú tárgyakat épít fel. A készülék teljes anyagú munkadarabokat is gyárt fémből, illetve ötvözetekből.
A 3D-s fémnyomtatásra alkalmazott robot egy 5–4–4 méteres lézercellában működik.
3D-s fémnyomtatás a jövő iparágai számára: E-mobilitás és orvosi technológia
A robotvezérelt lézerfelhordó hegesztés pontossága új szintre emeli a fémnyomtatás ismert alkalmazását. A robotrendszer képes kettős falú objektumokat, például belső hűtőcsatornákkal ellátott alkatrészeket előállítani. A hat 200 wattos lézerrel felszerelt nyomtatófej az egykomponensű nyomtatáson kívül két különböző fémanyagot is megmunkál egy nyomórészben.
„Szinte minden anyag feldolgozható: rozsdamentes acél, titán, szerszámacél, nikkelötvözetek. Lézerpartnerünk, a Meltio jelenleg a réz nyomtathatóságán dolgozik. Ezáltal az e-mobilitási projektek alkalmazása kézzelfogható közelségbe kerül” – jósolja Marc Steidinger.
Marc Steidinger (balra) ügyvezető igazgató munkatársa, Lukas Nill társaságában ellenőrzi a fém 3D nyomtatás minőségét.
A HS Automation ügyvezető igazgatója, aki a projekt műszaki irányításáért felel, elsősorban a pótalkatrész-gyártásban, a sorozatgyártás fejlesztésében és az orvostechnikában látja az alkalmazási területeket. A prototípusok készítésekor a felhasználók profitálhatnak a nyomtatási paraméterek teljesen rugalmas beállításából. A 3D-s fémnyomtatásnak köszönhetően a titánból és más orvosi implantátumokból készült mesterséges térdízületek a jövőben egyénileg a beteghez igazíthatók.
Szinergiák kihasználása: A HS Automation 2017 óta KUKA rendszerpartner
A HS Automation mintegy 20 munkatársával azon cél elérésén fáradozik, hogy az automatizálást más kis- és középvállalkozások (kkv-k) számára is produktívvá tegye. Rolf Steidinger a vállalatot egy erősebb, fenntarthatóbb német középvállalkozás partnerének tekinti: „Néhány ügyfelünk már 24 éve támogatja az automatizált gyártást. Együtt folyamatosan fejlesztjük a legmodernebb technológiai megoldásokat.”
A 2017 óta létező KUKA rendszerpartnerség keretében a két vállalat megoldásorientált módon és nyereségesen használja ki egymás erősségeit: a gyakorlati kihívásokhoz való közvetlen hozzáférést, az ágazatspecifikus know-how-t, a KUKA Robotic Republic eszközeit és a magas szintű alkalmazási tapasztalatát. A HS Automation szakértői teljes gyártósorokat terveznek és építenek - a gépberakodástól, a méretek betáplálásától és a méretre vágástól az automatizált méretre fűrészelésen át a csavarozásig vagy a szegecselésig. Ugyanakkor olyan egyedi projekteket is megvalósítanak, mint a ponthegesztő cellák. Az üzembe helyezés előtt a HS Automation olyan KUKA termékeket is alkalmaz, mint a KUKA.Sim a projekt sikerének biztosítása érdekében. A szakértők ezzel előre megtervezik a berendezés térméreteit, mozgási sugarait és biztonsági területeit.
Marc és Rolf Steidinger ügyvezető igazgatók a fém 3D nyomtatóval új gyártási lehetőségeket nyit meg, különösen a középvállalkozások számára.
