Lazer teknolojili hibrit üretiminde bir dönüm noktası

KUKA, Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT) ve endüstri alanındaki diğer ortaklarıyla birlikte bir BMBF-KIT-(Karlsruhe) projesi kapsamında, üretim zincirine hibrit LMT teknolojisinin entegre edilmesi için çalışmalar yürütmektedir. Bu bağlamda, geniş kitlelerce 3D baskısı olarak bilinen Laser Metal Deposition (LMD) yöntemi kullanılmaktadır. Tesisin temelini ise KUKA robotları oluşturmaktadır.

3 Haziran 2020

Hibrit-katkılı üretim: Kaynakları koruyan ve esnek 3D metal baskı

Üretim tesislerinde hala standart bir şekilde alışılmış, olumsuz etkili teknolojiler kullanılmaktadır. Karmaşık şekilli demircilik ve döküm parçaları çoğunlukla zahmetli bir işlemden geçmek zorundadır. Uçak yapımında kullanılan yüksek performanslı ve hafif yapılı parçaların üretiminde ise hala hammaddenin yüzde 90 oranına kadarı aşınmaktadır. Buna karşılık katkılı üretimde iş parçaları kademe kademe yerleştirilmektedir. Bu sayede hem kaynaklar korunmakta ve üretim atıkları önlenmekte hem de üretim son derece esnek bir hale gelmektedir.

Hibrit-katkılı üretimin temelini, özel sensörik ve yazılıma sahip KUKA robotları oluşturmaktadır

Pratik alternatif olarak hibrit-katkılı üretim

Alışılmış yöntemlere karşı pratik bir alternatif ise hibrit-katkılı üretimdir. Bu kapsamda ham parçalar örneğin döküm veya demir dövme gibi alışılmış yöntemlerle üretilmektedir fakat ek geometrileri ilave olarak eklenmekte ve parçalar bu şekilde bireysel hale gelmektedir. Bu işlem, Federal Eğitim ve Araştırma Bakanlığı (BMBF) tarafından desteklenen ProLMD projesi kapsamında örneğin LMD lazer kapsama kaynağı ile yapılmaktadır. Bu tekniğin diğer eklemeli tekniklere göre ek avantajı, yüksek kurulum oranıdır. Böylelikle örneğin uçaklar için yerel olarak güçlendirilmiş yapı parçaları veya türbinler için yüksek fonksiyonelliğe sahip bileşenler etkili bir şekilde üretilebilmektedir. Fakat şimdiye kadar çoğunlukla yüksek maliyetler ve zorlayıcı işlem koşulları sebebiyle bu teknolojinin kapsamlı olarak kullanılması mümkün değildir.

Şimdiye kadar, lazer kaplama kaynağında malzemeler oksidasyona karşı korunması gerektiğinden ve komple tesis bir koruyucu gaz atmosferinde bulunduğundan, işlenecek parçaların boyutları çoğunlukla belirli sınırlar içinde olmak zorundaydı.

Günter Neumann, Head of KUKA Business Unit Laser Applications

KUKA LMD teknolojisi temelli büyük parça hibrit üretimi

ProLMD projesinin hedefi, büyük yapı parçalarının üretiminde LMD teknolojisinin kullanımında sağlam ve etkili bir proses ve sistem tekniği geliştirmektir. Bu sistem, hava ve uzay gibi alanlarda modern üretim teknolojileri ve yüksek güvenlik talepleri için yeterli olmalıdır. KUKA robotları temelli standartlaştırılmış sistem tekniği, masraf bakımından avantaj sağlamaktadır. Lif yönetimli bir sistemin kullanılması sayesinde robot kendi çalışma alanında neredeyse kısıtlamasız çalışabilmektedir. Böylelikle, küçük parti boyutlarında bile parça yapısına ve boyutuna esnek bir şekilde yaklaşmak mümkündür.

ProLMD'de, LMD lazer kaplama kaynağı için yüksek verimli proses gelişimi araştırılmaktadır

LMD lazer kaplama kaynağının avantajları: Daha kısa üretim süresi, daha düşük masraflar

ProLMD'nin sonuçları proje ortaklarından MTU, Airbus ve Daimler şirketlerinin üretimine önümüzdeki yıllarda dahil edilecektir. "Biz hibrit üretim yönteminin endüstriyel uygulaması konusunda bir dönüm noktasına ulaştığımızı düşünüyoruz." diye belirtiyor KUKA'nın ProLMD proje müdürü Lars Ott. Uzmanlar bu teknoloji sayesinde üretim süresinin yüzde 50 oranında azalacağını ve masrafların da yüzde 20 ila 30 oranında düşeceğini düşünmektedir. Ayrıca bu adım sayesinde üretimde kaynak koruma bakımından kalıcı bir katkı sağlanabilmektedir.

KUKA bu projede Aachen şubesindeki uzmanların robot destekli lazer teknolojisi alanındaki uzun yıllara dayanan tecrübelerine güvenmektedir. KUKA bu proje için hibrit-katkılı üretimde iki aynı üretim hattı tasarlamış ve üretmiştir. Bu hatlar Aachen, Würselen şubesindeki kendi hangarlarında ve ayrıca yakında bulunan Fraunhofer-Institut'ta şimdiden kullanımdadır. "Yöntemi uzun vadeli olarak seri üretim için geliştirmek istiyoruz." diye açıklıyor Günter Neumann.