Fém 3D-nyomtatása tartószerkezetek nélkül

A HS Automation a KUKA-val együttm?ködésben kifejlesztett egy lézercellát a fém additív gyártásához. A KR IONTEC lézersugaras hegesztési eljárás komplex fém alkatrészek gazdaságos és anyagkímél? gyártását teszi lehet?vé.

A KUKA robotok forradalmasítják a komplex struktúrák additív fémgyártását

A fémipar el?tt álló kihívások száma egyre n?vekszik: 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-billen? asztallal kombinálja, amely a munkadarab-el?írásoknak megfelel?en szinkronban mozog a robotkarhoz. A Meltio nyomtatófej végén lév? hat hegeszt?lézer pontosan a hordozóanyagra, illetve a keletkez? munkadarabra olvasztja a szálat. A kész alkatrészt nem, vagy csak minimális mértékben kell utólag megmunkálni. A fejleszt?k együttm?k?dve minimális anyaghulladékot és alacsony termelési k?ltségeket érnek el, szinte korlátlan tervezési lehet?ségekkel. A technológia révén olyan szerszámok, alkatrészek és szabadformák hozhatók létre, amelyek rozsdamentes acél, titán, inconel és épít?acél anyagtulajdonságokkal rendelkeznek. A szakért?k szerint hamarosan a réz 3D-nyomtatása is lehetségessé válik.

Ez lehet?vé teszi a bionikus konstrukciók és ?sszetett szerkezetek 3D nyomtatását is, például a k?nny?szerkezetes konstrukciókban és a prototípusok építésében. A kkv-k a gyors pótalkatrész-gyártás, valamint az energia- és anyagmegtakarítás el?nyeit élvezik. Az olyan innovatív szoftvermegoldások alkalmazása, mint a KUKA.CNC, még vonzóbbá teszi a technológiát a kis- és k?zépvállalkozások számára. A KUKA.CNC-nek k?sz?nhet?en a korábban CAD-szoftverrel vagy CAM-rendszerrel tervezett struktúrák k?zvetlenül 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 m?ködik együtt a KUKA-val.

Hogyan m?k?dik 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. kiszerelést?l kezdve k?ltséghatékonyan termeljünk, cs?kkentsük az anyagfogyasztást, és vele együtt az utófeldolgozási id?t is. A HS Automation automatizálási szakért? a 3D lézersugaras hegeszt?cellával teljesíti a fémipar modern gyártásának mindezen k?vetelményeit.?A 3D nyomtató rétegr?l rétegre hegeszti a munkadarab-tartót.?

Az additív gyártási technológia a robotok és a billen?asztal térbeli mozgékonysága el?nyeit élvezi.

A lézerszinterezéssel ellentétben a tartó nem süllyed le, hanem a robotkar szinkronban mozgatja a lézert a forgó-billen? 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 megfelel? helyen új anyagot tudjon felhegeszteni. Az el?re megtervezett 3D objektum így n?vekszik rétegr?l-rétegre. A hagyományos fém-3D-nyomtatáshoz hasonló tartószerkezetek feleslegessé válnak - csakúgy, mint a porkezelés, amely más 3D-lézernyomtatóknál vagy a fém-lézerszinterez?knél jelentkezik. Egy másik kül?nbség a gyártott alkatrészek mérete: A hagyományos alkalmazásoknál a méret 50-r?l 50 cm-re korlátozódik. A HS Automation technológiájával nagy alkatrészek is el?állíthatók.

A fém-3D-nyomtatórendszer lézere 2 mm falvastagságú rétegeket hord fel.

A 3D fémnyomtatás esélyei és lehet?ségei

Az abszolút bemért robot alkalmazása garantálja azt a pontosságot, amely megkül?nb?zteti a fémnyomtató alkalmazást a meglév? konkurenciától. ?A robotmegoldással jelent?sen b?vítjük a gyártás lehet?ségeit”, magyarázza Rolf Steidinger, a HS Automation ügyvezet? igazgatója és üzletvezet?je a 3D-fémnyomtató által kínált lehet?ségekr?l. Az eljárás megoldja például a pótalkatrészek problémáit, mivel a már nem elérhet? alkatrészek ?nmagukban is el?állíthatók.

Ha egy alkatrész nem állítható el? hagyományos módon, akkor ennek a készüléknek a használata elkerülhetetlen.

Rolf Steidinger, a HS Automation ügyvezet? igazgatója

A hagyományosan kivitelezhet? alkatrészek esetében az eljárás alacsonyabb k?ltségek és négyszer nagyobb termelékenység révén gy?zedelmeskedett. A lézeres felhordó hegesztés esetében cs?kken mind az anyagigény, mind az utómegmunkálási id? a teljes fémblokkból t?rtén? maráshoz vagy esztergáláshoz képest. A megtakarítási potenciál itt az anyagnak akár a 98%-át is eléri. Ezek az er?sségek kül?n?sen a szerszámgyártásban, a speciális berendezések gyártásában vagy a prototípusok gyártásában bizonyultak el?ny?snek. Az áramlás-optimalizált alkatrészek, például széler?m?-berendezések gyártása, tesztelése és optimalizálása így rendkívüli módon felgyorsul.

Rolf Steidinger ügyvezet? igazgató és üzletvezet? hatalmas potenciált lát a 3D-fémnyomtatás technológiájában.

Az additív fémgyártás el?nyei

A robot, a billen?asztal és a lézernyomtató-fej innovatív kombinációja új szabványokat állít fel a fém 3D-nyomtatás terén.

Maximális tervezési szabadság

Az additív fémgyártás kül?n?sen ott kifizet?d?, ahol komplex struktúrákra vagy kett?s falú tárgyakra van szükség.
Optimális mikrostruktúra

A 3D fémnyomtató 2 mm falvastagságú tárgyakat épít fel. A készülék teljes anyagú munkadarabokat is gyárt fémb?l, illetve ?tv?zetekb?l.
Költséghatékony és fenntartható

Az eljárás a hagyományos gyártáshoz képest négyszer nagyobb termelékenységet és 90 százalékos k?ltségmegtakarítást eredményez.
Hatékony anyaghasználat

A fémhulladék drasztikusan cs?kken a maráshoz képest. A 3D-nyomtatás tartószerkezetek vagy fémpor nélkül m?k?dik.

A 3D-s fémnyomtatásra alkalmazott robot egy 5–4–4 méteres lézercellában m?ködik.

3D-s fémnyomtatás a j?v? iparágai számára: E-mobilitás és orvosi technológia

A robotvezérelt lézerfelhordó hegesztés pontossága új szintre emeli a fémnyomtatás ismert alkalmazását. A robotrendszer képes kett?s falú objektumokat, például bels? h?t?csatornákkal ellátott alkatrészeket el?állítani. A hat 200 wattos lézerrel felszerelt nyomtatófej az egykomponens? nyomtatáson kívül két kül?nb?z? fémanyagot is megmunkál egy nyomórészben.

?Szinte minden anyag feldolgozható: rozsdamentes acél, titán, szerszámacél, nikkel?tv?zetek. Lézerpartnerünk, a Meltio jelenleg a réz nyomtathatóságán dolgozik. Ezáltal az e-mobilitási projektek alkalmazása kézzelfogható k?zelségbe kerül” – jósolja Marc Steidinger.

Marc Steidinger (balra) ügyvezet? igazgató munkatársa, Lukas Nill társaságában ellen?rzi a fém 3D nyomtatás min?ségét.

A HS Automation ügyvezet? igazgatója, aki a projekt m?szaki irányításáért felel, els?sorban 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 k?sz?nhet?en a titánból és más orvosi implantátumokból készült mesterséges térdízületek a j?v?ben 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 k?zépvállalkozások (kkv-k) számára is produktívvá tegye. Rolf Steidinger a vállalatot egy er?sebb, fenntarthatóbb német k?zépvállalkozás partnerének tekinti: ?Néhány ügyfelünk már 24 éve támogatja az automatizált gyártást. Együtt folyamatosan fejlesztjük a legmodernebb technológiai megoldásokat.”

A 2017 óta létez? KUKA rendszerpartnerség keretében a két vállalat megoldásorientált módon és nyereségesen használja ki egymás er?sségeit: a gyakorlati kihívásokhoz való k?zvetlen hozzáférést, az ágazatspecifikus know-how-t, a KUKA Robotic Republic eszk?zeit és a magas szint? alkalmazási tapasztalatát. A HS Automation szakért?i teljes gyártósorokat terveznek és építenek - a gépberakodástól, a méretek betáplálásától és a méretre vágástól az automatizált méretre f?részelésen át a csavarozásig vagy a szegecselésig. Ugyanakkor olyan egyedi projekteket is megvalósítanak, mint a ponthegeszt? cellák. Az üzembe helyezés el?tt a HS Automation olyan KUKA termékeket is alkalmaz, mint a KUKA.Sim a projekt sikerének biztosítása érdekében. A szakért?k ezzel el?re megtervezik a berendezés térméreteit, mozgási sugarait és biztonsági területeit.