Металлическое аддитивное производство: передовая тенденция, формирующая современное производство

Лазерная головка наплавки для станков WFL Millturn устанавливается непосредственно в B-осевые шпиндели станков. Фото: WFL Millturn Technologies.

Аддитивное производство (АМ), технология построения 3D компонентов слой за слоем, продолжает эволюционировать. Когда-то инструмент, преимущественно использовавшийся для прототипирования деталей из пластиков, оно начинает влиять на мир производственного дизайна и производства более существенным образом с появлением печати металлических деталей. Кратко, эта техника предлагает преимущества в том, что она может производить сложные, контурные дизайны, которые были бы сложными, если не невозможными, для создания на обычном обработке оборудовании (таких как конформные каналы охлаждения внутри форм для литья под давлением). Дизайны деталей также могут быть уточнены для снижения веса при сохранении (или улучшении) структурной целостности путем применения таких концепций, как генеративный дизайн.

Тем не менее, АМ — технология, дополняющая обработку, но не заменяющая её. Интересно, что нет более ясного способа подчеркнуть этот пункт, чем посмотреть на растущее количество строителей станков, добавляющих аддитивное к своим вычитательным платформам оборудования.

Практически все детали, построенные АМ, нуждаются в каком-то виде постобработки. Это может включать фрезеровку, сверление, нарезание резьбы или токарную обработку, а также шлифовку или полировку. Комбинируя аддитивное и вычитательное на одной платформе, можно устранить работу в процессе, а также капитальное оборудование, необходимое для завершения аддитивно выросшей детали. Плюс, АМ можно использовать для добавления мелких сложных элементов к крупным механически обработанным деталям. Или, для ремонтных работ, материал можно добавить к изношенным деталям, которые затем можно механически обработать, чтобы вернуть их к OEM спецификациям.

Видео ниже показывают эти типы применений. Например, АМ процессы, такие как лазерная наплавка, были добавлены к различным платформам обработки, включая токарно-фрезерные и 5-осевые станки. Сопровождающее видео онлайн показывает пример первого: WFL M80X Millturn, в котором лазерная головка устанавливается в B-осевой фрезерный шпиндель для добавления материала к очень крупному компоненту. Лазерное закалка выбранных элементов также может выполняться.

В случае Mazak Integrex i-400SAM, показанном с использованием аддитивного для добавления элементов к длинному компоненту винтового конвейера, головка лазерной депониции АМ (три доступны с разными диаметрами луча для этой модели) не монтируется в B-осевой фрезерный шпиндель станка. Вместо этого она устанавливается в выделенный пивотный блок, и неиспользуемые лазерные головки хранятся вне рабочей зоны, примерно как инструменты в карусели АСИ центра обработки.

Другое видео показывает пример ремонтной работы. В нем 5-осевой Tongtai AMH-630 использует головку лазерной наплавки АМ, вписывающуюся в фрезерный шпиндель станка, для наплавки материала Inconel 718 на изношенные кончики лопаток турбины, которые затем механически обрабатываются, оставляя за собой OEM-специфицированные контурные формы.

ПО для этих гибридных применений также продолжает эволюционировать, как и железо. Это демонстрируется в видео, показывающем производство блинда из Inconel 625 с использованием Autodesk Fusion 360 и PowerMill на гибридном станке Mazak Variaxis J-600/5XAM с твердосплавными и керамическими инструментами Seco Tools. Вместо начала с крупным заготовкой материала, который будет обработан для создания блинда, заготовка начинается с ступицы, а лопатки затем аддитивно выращиваются и механически обрабатываются до формы и размера.

Тем не менее, как программировать мультизадачный станок с аддитивной способностью? Длинное, но информативное видео ведет вас шаг за шагом через процесс программирования для вращающейся детали с лопатками, созданными через АМ, а затем доводящихся механически с использованием Siemens NX CAM.

А что насчет офлайн-симуляции, так важной для сложной обработки? Аддитивный модуль CGTech Vericut симулирует как аддитивные, так и традиционные обработки (фрезеровку или токарную) гибридных станков, используя тот же НС-код. Он считывает лазерные параметры, управляет ваттажем лазера, потоком переносного газа и металлическим порошком, специфичным для каждого заказа и типа материала, затем обнаруживает возможные коллизии между станком и аддитивной деталью по мере её печати, что описано в другом видео.

Конечно, есть возможность добавить АМ головки к различным другим типам платформ станков. Например, 3D Hybrid Solutions может поставлять насадки для металлической 3D-печати различными методами депониции, включая лазерное плавление порошкового распыления, дуговое плавление проволочной подачи и высокоскоростное холодное распыление металлического порошка. Кажется, эта идея одобрена US Marines, как объяснено в этой истории.

Металлическое АМ на вашем радаре? Или вы используете 3D пластиковые принтеры в цехе для прототипирования, приспособлений, фикстур и больше? Пришлите мне письмо на dkorn@productionmachining.com, чтобы дать знать.