Веха в гибридном производстве с использованием лазерной технологии

В рамках проекта BMBF-KIT (Карлсруэ) KUKA сотрудничает с Институтом лазерных технологий Фраунгофера (ILT) и другими промышленными партнерами для интеграции гибридной технологии LMD в производственную цепочку. Используется метод лазерного осаждения металлов (LMD), более известный как 3D-печать. Основу установки составляет робот KUKA.

3 июня 2020 г.

Гибридное аддитивное производство: ресурсосберегающая и гибкая 3D-печать металлом

Традиционные субтрактивные технологии по-прежнему остаются стандартом в производственных цехах. Литые и кованные детали сложной формовки при этом часто требуют дорогостоящей обработки. Например, при производстве высококачественных и легких компонентов в авиастроении до 90 процентов сырья по-прежнему удаляются. В отличие от этого, при аддитивном производстве компоненты наращиваются слоями. Это позволяет не только экономить ресурсы и сокращать производственные отходы, но и делает производство более гибким.

Основу гибридного аддитивного производства создают роботы KUKA со специальной системой датчиков и программным обеспечением

Гибридное аддитивное производство как практическая альтернатива

Практической альтернативой традиционным процессам является гибридное аддитивное производство. При нем заготовки производятся традиционным методом, например ковкой или литьем, но с аддитивным нанесением дополнительных геометрических форм, и таким образом индивидуализируются — в рамках проекта ProLMD, финансируемого Федеральным министерством образования и исследований (BMBF), например, с использованием лазерной наплавки LMD. Преимуществом перед другими аддитивными технологиями является высокая скорость сборки. Так, например, могут быть эффективно изготовлены локально усиленные элементы конструкции для самолетов или высокофункциональные компоненты для турбин. Однако до сих пор высокая стоимость и сложные условия обработки часто препятствовали всестороннему использованию этой технологии.

Поскольку материалы должны быть защищены от окисления во время лазерной наплавки, а вся установка находится в атмосфере защитного газа, размер обрабатываемых деталей часто ограничен.

Гюнтер Нойманн (Günter Neumann), руководитель бизнес-подразделения лазерных технологий KUKA

Гибридное производство больших деталей основывается на технологии KUKA LMD

Цель проекта ProLMD — разработать надежное и эффективное технологическое и системное оборудование для применения технологии LMD при производстве больших деталей. Эта система должна соответствовать современным технологиям производства и отвечать высоким требованиям к безопасности в таких областях, как аэрокосмическая промышленность. Стандартизированное системное оборудование, базирующееся на роботах KUKA, предлагает экономическое преимущество. Благодаря использованию системы с волоконным управлением робот функционирует практически без ограничений в своей рабочей зоне. Это позволяет гибко реагировать на геометрию и размер детали — даже при небольших объемах партии.

В рамках ProLMD исследуется развитие высокоэффективных процессов для лазерной наплавки LMD

Преимущества лазерной наплавки LMD: меньший срок производства, более низкие издержки

Уже в ближайшие годы результаты ProLMD должны быть интегрированы в производственные процессы участвующих в проекте партнеров: MTU, Airbus и Daimler. «Мы исходим из того, что это новая веха в промышленном внедрении метода гибридного производства», — говорит Ларс Отт (Lars Ott), руководитель проекта ProLMD в KUKA. Специалисты предполагают, что эта технология сократит время производства на 50 процентов, а затраты — на 20–30 процентов. Кроме того, реализация может внести устойчивый вклад в повышение эффективности использования ресурсов в производстве.

В рамках проекта KUKA опирается на многолетний опыт специалистов из Аахена в области роботизированных лазерных технологий. Для проекта KUKA разработала и реализовала две идентичные производственные линии для гибридного аддитивного производства, которые уже используются в собственных цехах в Вюрзелене под Аахеном, а также в близлежащем институте Фраунгофера. «В долгосрочной перспективе мы хотим использовать эту технологию для серийного производства», — объясняет Гюнтер Нойманн (Günter Neumann).