Druk 3D z metalu bez konstrukcji wsporczych

Firma HS Automation we wspó?pracy z KUKA opracowa?a modu? laserowy do produkcji addytywnej metalu. Proces spawania laserowego za pomoc? KR IONTEC umo?liwia ekonomiczn? i ekologiczn? produkcj? kompleksowych elementów metalowych.

Robot KUKA zrewolucjonizowa? produkcj? addytywn? kompleksowych struktur metalowych

Wyzwania przemys?u metalurgicznego s? coraz wi?ksze: dzi?ki nowemu rodzajowi druku 3D z metalu w celi zautomatyzowanej, firma HS Automation i KUKA wyznaczaj? nowe standardy. Drukarka 3D do metalu stanowi po??czenie robota z rodziny KR IONTEC ze sto?em obrotowo-przechylnym, który porusza si? synchronicznie z ramieniem robota zgodnie ze specyfikacj? elementu obrabianego. Sze?? laserów spawalniczych na końcu g?owicy drukuj?cej Meltio precyzyjnie topi drut przy?o?ony do materia?u no?nego lub powstaj?cego elementu obrabianego. Gotowego elementu konstrukcyjnego nie trzeba poddawa? dalszej obróbce lub tylko w minimalnym zakresie. Dzi?ki wspó?pracy konstruktorzy instalacji osi?gn?li minimalne ilo?ci odpadów i niskie koszty produkcji przy niemal nieograniczonych mo?liwo?ciach projektowania. Dzi?ki tej technologii powstaj? narz?dzia, cz??ci i formy o w?a?ciwo?ciach stali nierdzewnej, tytanu, stopu Inconel i stali konstrukcyjnej. Zdaniem ekspertów wkrótce mo?liwy b?dzie te? druk 3D z miedzi.

Dzi?ki temu mo?liwe jest te? drukowanie w 3D konstrukcji bionicznych i z?o?onych struktur, jakie s? stosowane w konstrukcjach lekkich i budowie prototypów. M?P zyskuj? dzi?ki szybszej produkcji cz??ci zamiennych i oszcz?dno?ci energii oraz materia?ów. Zastosowanie innowacyjnych rozwi?zań programowych, takich jak KUKA.CNC czyni t? technologi? jeszcze bardziej atrakcyjn? dla ma?ych i ?rednich przedsi?biorstw. Dzi?ki KUKA.CNC struktury, które zosta?y wcze?niej zaprojektowane w oprogramowaniu CAD lub systemie CAM, mo?na realizowa? bezpo?rednio – bez konieczno?ci przekszta?cania pliku CAD na KUKA Robot Language (KRL).

Dostawca us?ug automatyzacji – firma HS Automation – z siedzib? w miejscowo?ci Vöhringen w Badenii-Wirtembergii od 2017 roku wspó?pracuje z KUKA.

Na czym polega drukowanie 3D z metalu przy pomocy robotów KUKA?

W przypadku produkcji addytywnej z metalu innowacje pojawiaj? si? w ci?gu minuty. Celem jest efektywna kosztowo produkcja od wielko?ci partii wynosz?cej 1, ograniczenie zu?ycia materia?ów, a tak?e skrócenie czasu obróbki. Ekspert od automatyzacji – firma HS Automation – spe?nia wymagania nowoczesnej produkcji w przemy?le metalurgicznym dzi?ki modu?owi do spawania laserowego 3D.?Drukarka 3D nak?ada warstw? po warstwie na element obrabiany.?

Technologia produkcji addytywnej wiele zyskuje dzi?ki mobilno?ci robota i sto?u przechylnego.

W przeciwieństwie do spiekania laserowego, no?nik nie obni?a si?, lecz rami? robota przesuwa laser synchronicznie do sto?u obrotowo-przechylnego, na którym jest zamontowany no?nik. DKP-400 V2, zaprojektowany równie? przez KUKA, ustawia element obrabiany tak, aby g?owica drukuj?ca mog?a zawsze spawa? nowe materia?y we w?a?ciwym miejscu. Warstwa po warstwie powstaje w ten sposób zaprojektowany wcze?niej obiekt 3D. Konstrukcje wsporcze, jakie wyst?puj? w przypadku tradycyjnego druku 3D z metalu, s? niepotrzebne – podobnie jak zarz?dzanie proszkami, jakie mo?na spotka? w innych drukarkach laserowych 3D lub podczas spiekania laserowego metalu. Kolejn? ró?nic? s? wymiary produkowanych cz??ci: Tradycyjne aplikacje maj? ograniczone wymiary ok. 50 na 50 cm. Technologia firmy HS Automation umo?liwia produkcj? wi?kszych cz??ci.

Laser w drukarce 3D z metalu nak?ada warstwy o grubo?ci ?cianki 2 mm.

Szanse i mo?liwo?ci druku 3D

Zastosowanie odpowiednio zwymiarowanego robota gwarantuje dok?adno??, która wyró?nia druk z metalu na tle konkurencji. ?Zastosowanie robota stwarza ogromne mo?liwo?ci dla produkcji” – tak o potencjale drukarki 3D do metalu mówi Rolf Steidinger, dyrektor generalny i handlowy w firmie HS Automation. Ten proces rozwi?zuje na przyk?ad problemy z cz??ciami zamiennymi, poniewa? umo?liwia samodzielne wyprodukowanie niedost?pnych ju? cz??ci.

Je?li cz??? mo?e zosta? wyprodukowana w sposób niekonwencjonalny, zastosowanie tego urz?dzenia jest nieuniknione.

Rolf Steidinger, dyrektor generalny HS Automation

W przypadku konwencjonalnych cz??ci proces ten gwarantuje obni?enie kosztów i czterokrotnie wy?sz? produktywno??. Napawanie laserowe zmniejsza zarówno ilo?? potrzebnych materia?ów, jak i czas obróbki w porównaniu do frezowania lub toczenia z ca?ego bloku metalowego. Potencjalne oszcz?dno?ci materia?u si?gaj? w tym przypadku a? 98%. Te cechy najlepiej sprawdzaj? si? podczas projektowania narz?dzi, budowy instalacji specjalnych lub produkcji prototypów. Znacznie przyspiesza to produkcj?, optymalizacj? i testowanie podzespo?ów zoptymalizowanych pod k?tem przep?ywu np. do elektrowni wiatrowych.

Dyrektor generalny i handlowy Rolf Steidinger widzi ogromny potencja? w technologii druku 3D z metalu.

Zalety produkcji addytywnej metali

Innowacyjne po??czenie robota, sto?u przechylnego i laserowej g?owicy drukuj?cej wyznacza nowe standardy w zakresie druku 3D z metalu.

Maksymalna swoboda projektowania

Produkcja addytywna metali op?aca si? zw?aszcza tam, gdzie wymagane s? skomplikowane struktury lub obiekty o podwójnych ?ciankach.
Optymalna mikrostruktura

Drukarka 3D do metalu tworzy obiekty o grubo?ci ?cianki 2 mm. Urz?dzenie produkuje równie? gotowe elementy z metalu lub ich stopów.
Efektywno?? kosztowa i trwa?o??

Proces ten zapewnia czterokrotnie wy?sz? produktywno?? i oszcz?dno?? kosztów na poziomie 90 procent w porównaniu z tradycyjn? produkcj?.
Efektywne wykorzystanie materia?ów

Ilo?? odpadów metalowych drastycznie spada w porównaniu z frezowaniem. Druk 3D nie potrzebuje konstrukcji wsporczych ani proszków metalowych.

Robot stosowany do druku 3D z metalu pracuje w module laserowym, który ma wymiary 5 x 4 x 4 m.

Druk 3D dla przysz?o?ciowych bran?: e-mobilno?? i technika medyczna

Precyzyjne spawanie laserowe przez robota wynosi druk z metalu na zupe?nie nowy poziom. System robota jest w stanie produkowa? np. obiekty o podwójnych ?ciankach, takie jak elementy z wewn?trznymi kana?ami ch?odzenia. G?owica drukuj?ca, wyposa?ona w sze?? laserów o mocy 200 W, oprócz druku pojedynczego materia?u przetwarza równie? dwa inne materia?y metalowe w jednym drukowanym elemencie.

?Mo?na u?y? niemal ka?dego rodzaju materia?u: stal szlachetna, tytan, stal narz?dziowa, stopy niklu. Nasz partner ds. laserów – firma Meltio – pracuje obecnie nad drukowaniem z miedzi. Dzi?ki temu udzia? w projektach zwi?zanych z e-mobilno?ci? jest w zasi?gu r?ki” – prognozuje Marc Steidinger.

Dyrektor generalny Marc Steidinger (po lewej) wraz z pracownikiem Lukasem Nillem sprawdza jako?? druku 3D z metalu.

Zdaniem dyrektora zarz?dzaj?cego HS Automation, odpowiedzialnego za techniczne zarz?dzanie projektem, do g?ównych obszarów zastosowań nale?y przede wszystkim produkcja cz??ci zamiennych, rozwój serii i technika medyczna. Podczas budowy prototypów u?ytkownicy mog? elastycznie dopasowywa? parametry drukowania. Sztuczne kolana z tytanu i inne implanty medyczne b?d? w przysz?o?ci indywidualnie dopasowywane do pacjenta dzi?ki drukowi 3D z metalu.

Wykorzystanie synergii: HS Automation jest partnerem systemowym KUKA od 2017 roku

Celem firmy HS Automation, zatrudniaj?cej oko?o 20 pracowników, jest produktywne wykorzystywanie automatyzacji w sektorze ma?ych i ?rednich przedsi?biorstw (M?P). Rolf Steidinger uwa?a to przedsi?biorstwo za silnego partnera z niemieckiego sektora M?P: ?Zautomatyzowan? produkcj? u niektórych naszych klientów wspieramy ju? od 24 lat. Wspólnie opracowujemy przysz?o?ciowe rozwi?zania zgodne z najnowszym stanem wiedzy technicznej.”

Dzi?ki partnerstwu systemowemu KUKA, które rozpocz??o si? w 2017 roku, oba przedsi?biorstwa wykorzystuj? swoje zalety w sposób zorientowany na rozwi?zanie i przynosz?cy zyski: bezpo?redni dost?p do praktycznych wyzwań, specjalistyczne know-how bran?y, narz?dzia z KUKA Robotic Republic oraz du?e do?wiadczenie w aplikacji. Eksperci z firmy HS Automation opracowuj? i konstruuj? kompletne linie produkcyjne – od za?adunku maszyn, dopasowania wymiarów i ci?cia, poprzez zautomatyzowane docinanie, a? po skr?canie lub wbijanie gwo?dzi. Realizuj? oni tak?e pojedyncze projekty, takie jak modu?y do spawania punktowego. Przed uruchomieniem firma HS Automation korzysta równie? z produktów KUKA, takich jak KUKA.Sim, aby z sukcesem wdro?y? projekt. Dzi?ki temu eksperci mog? z wyprzedzeniem zaplanowa? wymiary przestrzeni, promienie ruchu i strefy bezpieczeństwa instalacji.