Productie van metaaladditieven:de nieuwste trend van multitasking

De laserbekledingskop voor WFL Millturns wordt rechtstreeks geïnstalleerd in de spindels van de B-as van de machine. Fotocredit:WFL Millturn Technologies.

Additive manufacturing (AM), technologie die 3D-componenten laag voor laag bouwt, blijft zich ontwikkelen. Ooit een tool die voornamelijk werd gebruikt voor het maken van prototypes van onderdelen in kunststoffen, begint het met de komst van het printen van metalen onderdelen een grotere impact te hebben op de productie-ontwerp- en productiewereld. Kortom, deze techniek biedt voordelen omdat het complexe ontwerpen met contouren kan produceren die een uitdaging, zo niet onmogelijk zouden zijn om te maken op conventionele bewerkingsapparatuur (zoals conforme koelkanalen in spuitgietmatrijzen). Ontwerpen van onderdelen kunnen ook worden verfijnd voor een lager gewicht terwijl de structurele integriteit behouden blijft (of wordt verbeterd) door concepten zoals generatief ontwerp toe te passen.

Dat gezegd hebbende, AM is een technologie die de bewerking aanvult, maar deze niet zal vervangen. Interessant genoeg is er geen duidelijkere manier om dit punt te benadrukken dan te kijken naar het toenemende aantal machinebouwers dat additieven toevoegt aan hun subtractieve apparatuurplatforms.

Vrijwel alle AM-gebouwde onderdelen hebben een soort nabewerking nodig. Dit kan zowel frezen, boren, tappen of draaien zijn als slijpen of polijsten. Door additief en subtractief te combineren op één platform, kan werk in uitvoering worden geëlimineerd, evenals de kapitaalapparatuur die nodig is om een ​​additief gegroeid onderdeel te voltooien. Bovendien kan AM worden gebruikt om kleine, complexe functies toe te voegen aan grote, bewerkte onderdelen. Of, voor reparatiewerkzaamheden, kan materiaal worden toegevoegd aan versleten onderdelen die vervolgens kunnen worden weggefreesd om ze terug te brengen naar OEM-specificaties.

Onderstaande video's laten dit soort toepassingen zien. Zo zijn AM-processen zoals lasercladden toegevoegd aan verschillende bewerkingsplatforms, waaronder draaifrezen en vijfassige machines. Een begeleidende video online toont een voorbeeld van de eerste:een WFL M80X Millturn waarbij de laserkop in de B-as freesspil wordt geïnstalleerd om materiaal toe te voegen aan een zeer groot onderdeel. Laserharden van bepaalde functies kan ook worden uitgevoerd.

In dit geval van een Mazak Integrex i-400SAM die wordt getoond met additief om functies toe te voegen aan een lange voedingsschroefcomponent, is de AM-laserdepositiekop (drie beschikbaar met verschillende straaldiameters voor dit model) niet gemonteerd in de B-as freesspil van de machine . In plaats daarvan wordt het geïnstalleerd in een speciale, draaiende eenheid en worden ongebruikte laserkoppen buiten de werkzone opgeslagen, net zoals gereedschappen zich in de automatische gereedschapswisselaarcarrousel van een bewerkingscentrum zouden bevinden.

Een andere video toont een voorbeeld van reparatiewerkzaamheden. Daarin gebruikt een vijfassige Tongtai AMH-630 een AM-laserbekledingskop die in de freesspil van de machine past om Inconel 718-materiaal te deponeren op de versleten uiteinden van turbinebladen die vervolgens worden bewerkt, waarbij de OEM-gespecificeerde contourvormen achterblijven.

Ook de software voor deze hybride toepassingen blijft evolueren, net als de hardware. Dit wordt gedemonstreerd in een video die de productie laat zien van een Inconel 625 blisk met behulp van Autodesk Fusion 360 en PowerMill-software op een Mazak Variaxis J-600/5XAM hybride machine met behulp van de volhardmetalen en keramische gereedschappen van Seco Tools. In plaats van te beginnen met een grote stuk materiaal die wordt weggefreesd om de blisk te creëren, begint het werkstuk met de naaf en worden de bladen vervolgens additief gekweekt en machinaal bewerkt tot vorm en maat.

Maar hoe programmeer je een multitasking-machine met additieve mogelijkheden? Een lange maar informatieve video neemt je stap voor stap mee door het programmeerproces voor een roterend onderdeel met bladen gemaakt via AM en vervolgens afgewerkt met Siemens NX CAM.

En hoe zit het met offline simulatie die zo belangrijk is voor complexe bewerkingswerkzaamheden? De Vericut-additievenmodule van CGTech simuleert zowel de additieve als de traditionele bewerkingscapaciteiten (frezen of draaien) van hybride machines met dezelfde NC-code. Het leest de laserparameters, regelt het laservermogen, de stroom van draaggas en metaalpoeder die specifiek zijn voor elke taak en elk materiaaltype, en detecteert vervolgens mogelijke botsingen tussen de machine en het additieve onderdeel terwijl het wordt afgedrukt, wat wordt beschreven in een andere video.

Natuurlijk is er de mogelijkheid om AM-koppen toe te voegen aan verschillende andere typen machineplatforms. 3D Hybrid Solutions kan bijvoorbeeld add-on-koppen leveren voor 3D-metaalprinten via verschillende depositiemethoden, waaronder lasersmelten van poederspray, boogsmelten van draadaanvoer en hogesnelheidskoude spray van metaalpoeder. Het lijkt erop dat dit idee de goedkeuring heeft van de Amerikaanse mariniers, zoals uitgelegd in dit verhaal.

Staat metal AM op je radar? Of gebruikt u 3D plastic printers in uw winkel voor prototyping, mallen, armaturen en meer? Stuur me een e-mail op [email protected] om het me te laten weten.