Аддитивное производство 3D-компонентов с качеством готовой детали

Когда речь заходит об аддитивном производстве, DMG MORI - сторонник сочетания конструкционных материалов, лазера и обработки. Благодаря этой комбинации DMG MORI гарантирует неограниченную степень свободы в конструировании и, вместе с тем, максимальную точность и высокое качество обработки поверхности.

В условиях единичного производства при постоянном увеличении сложности деталей аддитивные технологии обеспечивающие высокую степень свободы при изготовлении самых сложных форм видятся единственным решением. Но при этом данная технология считалась слишком долгой в реализации, недостаточно точной и слишком дорогой, что затрудняло выход на рынок металлообработки. Совершенно новые возможности открылись при сочетании лазерной наплавки порошка через специальное сопло и традиционных способов обработки. Компания DMG MORI как родоначальник и законодатель тенденций в данной сфере представляет два гибридных станка, ориентированных в будущее - LASERTEC 65 3D и LASERTEC 4300 3D.

Отличительной особенностью решений в области аддитивного производства от DMG MORI является технология применения лазерного наплавления через сопло с металлическим порошком. Данный метод долго использовался в основном для ремонтных работ при изготовлении инструментов и в двигателестроении. Для осуществления аддитивного производства станки оборудованы диодным лазером 2 кВт для наплавления. В отличие от других процессов в аддитивном производстве, основанных на обработке лазером, здесь применяется послойный принцип, когда деталь слой за слоем выстраивается из порошкового материала. "В ходе производства происходит послойное нанесение металлического порошка только в тех местах, где это необходимо", - говорит Фридеманн Лелль, коммерческий директор SAUER GmbH, указывая при этом, что количество используемого порошка достаточно мало. К другим преимуществам можно отнести в десять раз более быстрое построение материала и легкую интеграцию в существующие станочные инструменты. "Объединение аддитивных технологий (напыление через сопло) с традиционными методами обработки на одном станке позволяет значительно расширить область применения".

Говоря об этом, Фридеманн Лелль имеет в виду, что аддитивное производство все же ограничено в том, что касается скорости, точности и качества обработки поверхности. Но хорошо зарекомендовавшая себя 5-осевая обработка может спреодолеть эти ограничения. Г-н Лелль поясняет: "Сочетание аддитивного производства и обработки дает нам геометрическую свободу, тогда как обработка гарантирует точность и качество детали". Последовательное производство не влечет за собой необходимости в смене станка; а значит, происходит экономия времени.

На практике комбинация двух технологий позволяет достигать совершенно новых пределов сложности. Фридеманн Лелль говорит о свободно формируемых геометрических элементах в конструкции турбин и двигателей, а также во внутренних каналах охлаждения литьевых пресс-форм: "В случае последовательного производства было бы невозможно достигать необходимых контуров с помощью токарных, фрезерных или шлифовальных инструментов после аддитивного производства". При окончательном анализе каждая деталь конструировалась бы сначала под определенную высоту, а затем происходила бы обработка конкретных областей. "Большие детали могли бы производиться с оптимальными затратами". Итак, уникальное сочетание технологий приводит к изготовлению деталей свободной формы, сочетающих в себе максимальную точность и прекрасно обработанные поверхности.

DMG MORI уже давно предлагает комбинированный станок в форме LASERTEC 65 3D, исходная конструкция которого похожа на классический 5-осевой станок для высокоточного фрезерования с 5-осевой одновременной обработкой. Для аддитивного производства станок оборудован диодным лазером 2,5 кВт. Таким образом, станок идеально подходит для гибридного производства деталей, для ремонтных работ и нанесения частичного или полного покрытия, например, для производства инструментов и пресс-форм.

В 2016 году компания DMG MORI расширила линейку оборудования для аддитивного производства, представив модель LASERTEC 4300 3D. В дополнение к лазерной наплавке и 5-координатному фрезерованию второй комбинированный станок обеспечивает возможность токарной обработки и отлично подходит для обработки длинных цилиндрических деталей. Оборудованные зеркальными осями С заготовки могут обрабатываться и с тыльной стороны с помощью контршпинделя, реализуя таким образом 6-стороннюю полную обработку готовой детали. Обработка длинных деталей также не представляет проблем, так как в данном случае нижняя револьверная головка поддерживает деталь в процессе производства. В обоих станках интеграция лазерной головки осуществляется с помощью интерфейса HSK-A63, включая головку для подачи порошка, смена и перемещение головок происходит автоматически. Дополнительной отличительной особенностью станка LASERTEC 4300 3D является наличие до пяти головок подачи порошка для проведения различных операций, например, нанесения внутренних или наружных покрытий на цилиндрические детали. Это обеспечивает дополнительную свободу в отношении выбора стратегии обработки.

Ожидания производителя станочных инструментов и клиентов подтверждаются тем, что компания DMG MORI выпустила несколько станков LASERTEC 65 3D на рынок. Однако Фридеманн Лелль не видит аддитивное производство в качестве стандартного процесса: "Это может породить ложные ожидания. Аддитивное производство, особенно в металлообработке, - сложный процесс, успешная реализация которого зависит от безупречного взаимодействия станка, материала и организации производственного процесса". Это означает, что для каждого материала нужно заново разрабатывать процесс во всех его параметрах. "Поэтому мы всегда поддерживаем своих клиентов, а также активно взаимодействуем с исследовательскими институтами в сфере развития материалов и производственных процессов".

С учётом потрясающих возможностей процесса и основываясь на впечатляющих успехах в области авиастроения и медицинских технологий, аддитивное производство расценивается как одна из технологий будущего в металлообработке. Особенно это актуально в свете цифровых процессов в эпоху Индустрии 4.0 и тенденции к индивидуализации продукции; Фридеманн Лелль объясняет: "Любой, кто хочет произвести готовый продукт напрямую на основе данных CAD, нуждается в аддитивном производстве. А если требуется высокая точность и превосходные качества поверхностей, наши комбинированные станки - наиболее подходящее решение…".

www.dmgmori.ru