Уникальное совмещение технологий

СТАТЬЯ ИЗ РУБРИКИ: «АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ»

DMG MORI: уникальное совмещение технологий

Компания DMG MORI уже хорошо известна в мире своими достижениями в области аддитивных технологий, в частности, она создала прототипы станков, в которых объединены процессы лазерной наплавки материалов с традиционными методами механической обработки. Компания обещает заказчикам новые возможности в получении высокоточных деталей с высоким качеством обработанной поверхности практически любой конфигурации

В эпоху постоянного увеличения сложности и оригинальности изготавливаемых компонентов аддитивные технологии, с высоким уровнем свободы получения формы, являются перспективным направлением упрощения производства. Тем не менее, данный способ изготовления характеризуется низкой скоростью, недостаточной точностью и высокой стоимостью, что до настоящего времени ограничивало возможность его широкого применения, особенно в области металлообработки. Но комбинирование лазерной наплавки через сопло с традиционными способами обработки металла открывает совершенно новые перспективы. В настоящее время компания DMG MORI — «законодатель мод» в области данных технологий — уже предлагает два принципиально новых гибридных станка. В интервью с Фридеманном Леллем, менеджером по продажам компании SAUER GmbH, использующей аддитивные технологии в своем производстве, мы обсудили преимущества и области применения комбинированных станков DMG MORI.

Г-н Лелль, в чем основное отличие станков LASERTEC 3D от других аддитивных технологий с применением металлов?

В области аддитивного производства основной упор мы делаем на порошковую лазерную наплавку. Эта технология в течение длительного времени использовалась для ремонта, например, при производстве инструментов и в двигателестроении. Технология состоит в наплавке порошкового материала на базовый материал с помощью лазерного луча. Другие аддитивные технологические системы с использованием лазеров работают по принципу послойного наращивания с созданием компонентов из порошкового материала последовательно, слой за слоем.

Какими преимуществами обладает порошковая лазерная наплавка по сравнению с послойным наращиванием?

Во-первых, я хотел бы отметить, что послойное изготовление компонентов мы тоже выполняем. Отличие в том, что мы используем порошок только там, где это необходимо. Как результат, расход порошкового материала по сравнению с классическим способом наплавки в рабочей камере значительно снижается. Кроме того, порошковая наплавка позволяет выполнять наращивание в 10 раз быстрее, чем при использовании флюсовой подушки. Но решающее значение для нас имеет то, что этот процесс идеально подходит для интеграции в наши самые современные станки, обеспечивая объединение аддитивного производства и традиционных способов обработки. Таким образом, мы предлагаем клиентам лучшее из обеих технологий.

Каковы преимущества для клиентов?

Хотя аддитивное наращивание выглядит впечатляюще, предоставляя практически неограниченные возможности геометрии деталей, процесс реализуется крайне медленно. Кроме того, изготовленные компоненты не идут ни в какое сравнение с деталями, выполненными традиционной механической обработкой, как с точки зрения точности, так и качества обработки поверхности. Объединение технологий аддитивного наращивания и механической обработки позволяет обеспечить свободу в получении детали любой формы с точностью и качеством поверхности, присущими механической обработке.

Но разве нельзя выполнять операции последовательно на двух разных станках?

Последовательная обработка может ликвидировать базовые преимущества станков LASERTEC 3D!

Это следует объяснить подробнее…

Во-первых: при конструировании деталей свобода выбора их формы является сильнейшим аргументом для использования аддитивной технологии вследствие ее уникальности. Но в то же время, использование по отдельности слишком затратно, недостаточно быстро и неточно, по крайней мере, с точки зрения игроков целевого рынка.

Во-вторых: свобода выбора формы означает совершенно новый уровень сложности заготовок. Всего два конкретных примера — внутренние каналы охлаждения пресс-форм для литья под давлением или свободно сформированные элементы турбин и двигателей. Если они будут производиться последовательно, с помощью аддитивного наращивания исключается необходимость многоэтапной обработки заготовки на токарном, фрезерном или шлифовальном станках.

В-третьих: объединение процессов в наших станках LASERTEC 3Dпредоставляет пользователю возможность сначала нарастить элемент до определенной высоты с помощью лазерной порошковой наплавки, а впоследствии, где это необходимо, обработать определенные области. Этот подход экономически оправдан, в первую очередь, при изготовлении крупногабаритных деталей. Как результат, благодаря уникальному взаимодействию технологий выполняется свободное, в прямом смысле слова, формирование заготовок с высочайшей точностью и чистотой обработки поверхности.

Помимо станка LASERTEC 65 3D, еще одна модель LASERTEC 4300 3D значительно усиливает позиции компании DMG MORI в сфере аддитивного производства. В чем основные отличия между ними?

Станок LASERTEC 65 3D представляет собой классический 5-осевой станок для высокоточного фрезерования с одновременной обработкой по 5 осям. Для использования аддитивной технологии станок оснащается светодиодным лазером мощностью 2,5 кВт. Кроме гибридной обработки компонентов, станок также может применяться для ремонтных работ и частичного или полного нанесения покрытий, например, при изготовлении инструментов или пресс-форм.

Кроме лазерной наплавки и 5-осевого фрезерования, станок LASERTEC 4300 3D, впервые представленный в Чикаго на выставке «Дни инноваций» в июне этого года и поступающий в серийное производство в начале следующего года, также предоставляет возможности для токарной обработки. Это позволяет изготавливать детали типа тел вращения с использованием гибридного процесса.

Станок оборудован зеркальной осью C и контршпинделем, что позволяет обрабатывать шестую сторону детали. Обработка длинномерных деталей также не представляет проблем, так как нижняя револьверная головка может поддерживать деталь в процессе изготовления.

В обоих станках лазер и головка подачи порошка могут устанавливаться в держатель с конусом Capto или в держатель инструмента фрезерного шпинделя HSK. Другой особенностью станка LASERTEC 4300 3Dявляется возможность использования до пяти головок подачи материала для различных операций, например, для нанесения покрытий на цилиндрические детали с внутренней и внешней сторон. Это обеспечивает дополнительный уровень свободы планирования производственного процесса.

Несколько станков LASERTEC 65 3D уже успешно приняты рынком. Насколько успешен опыт эксплуатации, и, как следствие, стало ли аддитивное производство стандартным технологическим процессом?

Практика использования оправдала наши ожидания, и, что еще более важно, ожидания заказчиков. Тем не менее, я пока не готов сказать, что аддитивная технология стала стандартной. Это могло бы вызвать ложные ожидания. Аддитивное производство, особенно в области металлообработки, является сложным процессом, результаты которого настолько зависят от безупречной организации работы во всем, что касается станка, применения материала и технологии, как ни в одной из других областей. Например, при изменении материала все параметры технологического процесса должны быть полностью переработаны. Учитывая это, мы предлагаем клиентам эффективную поддержку. Также мы плотно сотрудничаем с исследовательскими организациями в направлении материаловедения и разработки технологических процессов.

Какое это имеет значение для дальнейшего распространения аддитивного производства в металлообрабатывающей промышленности?

Процесс аддитивного производства, обладая уникальными возможностями и опираясь на все более частые и все более впечатляющие успехи, в первую очередь в сфере авиастроения, двигателе- и турбостроения, медицинской промышленности, является одной из технологий будущего для металлообрабатывающей промышленности. Это также справедливо на фоне перевода производственных процессов на цифровые технологии в эпоху Industry 4.0 и тенденции к индивидуализации продукции. Технология аддитивного производства будет нужна всем, кому требуется производство конечного продукта непосредственно из систем CAD. Если при этом будут необходимы высокое качество поверхности и высокая точность обработки, — обязательно потребуются наши гибридные машины.

Рекламодатели

Партнёры

Новостная рассылка

Будьте в курсе наших последних новостей. Оформите бесплатно персональную новостную рассылку.