A hibrid gyártás kiaknázása: 3D fémnyomtatás és NC megmunkálás

A hagyományos lebontó gyártási technológiák hosszú évek óta megbízható megoldást nyújtanak az alkatrészgyártásban, mára viszont az additív gyártás sok esetben kedvezőbb alternatívát nyújt, például kissorozatú gyártás, bonyolult geometria vagy testreszabott alkatrészek esetén. A hibrid gyártás mind az additív, mind a szubtraktív technológiákat magában foglalja, az additív technológiák közül elsősorban a 3D fémnyomtatást, ami egy rugalmas, mégis precíz gyártási megoldást kínál, komolyabb szilárdsági követelményeknek megfelelő alkatrészek esetében is.

A hibrid gyártás előnyei:

  • magasabb felületi minőség,
  • nagyobb szilárdságú, optimalizált geometriájú alkatrészek,
  • megtakarítások a hagyományos módszerekkel szemben,
  • testreszabható megközelítés az egyes termékekhez.
A hibrid előny

A hibridgyártás első lépése az alkatrész köztes gyártmányának additív gyártása, amelynek tartalmaznia kell a végső geometriát, és tartalmazhat olyan további elemeket, amelyek később a megmunkálási folyamat során a rögzítéshez, elhelyezéshez lesznek szükségesek. Emellett előfordulhat, hogy bizonyos módosításokat kell eszközölni az alkatrészen, hogy kiküszöböljük az additív gyártási folyamat alatt esetlegesen bekövetkező deformációkat, vetemedéseket.

A 3d nyomtatás során az alkatrészeket fémek vagy polimerek olvasztásából képezzük, erre a két legnépszerűbb módszer:

  • SLM (Selective laser melting) vagy DLMS (direct laser metal sintering),
  • EBM (Electron beam melting).

A Western Pomeranian University of Technology kutatói szerint az SLM és a DLMS eljárások adják a legrugalmasabb megoldást a fém alkatrészek esetében. Ezek a módszerek lehetővé teszik a gyártók számára, hogy rendkívül összetett geometriákat hozzanak létre. A mai formatervezett termékek rendkívül változatos, összetett geometriai elemekkel rendelkeznek, melyek megnövelik az esélyét az esetleges gyártási hibák bekövetkezésének.

Jobb alkatrészek létrehozása

Ami a 3D nyomtatást illeti, a folyamat nem tökéletes. A hibrid gyártás lehetővé teszi számunkra, hogy olyan pontosságú termékeket készítsünk, amelyek egyébként nem lehetne létrehozni (nyomtatni) az elvárt szigorú tűrésekkel. A megmunkálás kijavítja a felületiminőséget és a méretek pontatlanságát, hogy minden fontos érték a szükséges tűréshatáron belülre kerüljön. A minőségellenőrzés elengedhetetlen a megfelelő szerelhetőséghez, funkcionalitáshoz és biztonsághoz számos alkalmazás tekintetében, különösképen a járműiparban és a repülőgépgyártás területén.

Sok esetben az additív és a szubtraktív folyamat két külön gépen történik. A 3d nyomtató megépíti az alkatrészt, majd szigorú minőségellenőrzési eljárásnak vetik alá a darabot, ezzel biztosítva azt, hogy minden deformáció a megengedett mérték alatt legyen azon alkatrészek esetében, melyek tovább kerülnek a megmunkálási folyamatra.

Néhány hibrid gyártás azonban egyetlen gépen történik. Például egy lézervágógéphez is illeszthetünk LMD (laser metal deposition) vagy DMD (direct metal deposition) fejeket, additív gyártási funkciót is biztosítva ezzel. Ez az eljárás ideális hibák javítására vagy a meglévő alkatrészek felújítására, mivel első lépésként anyagot juttatunk a problémás részekhez, majd megmunkáljuk a végleges méretre.

A hibrid gyártás hátrányai

A fémporok és a hozzájuk kapcsolódó anyagok a hibrid gyártás legfontosabb elemei, és ezek bizonyos biztonsági kockázatokat jelentenek, beleértve bizonyos körülmények között a magas gyúlékonyságot is. Ezenkívül rákkeltő szerek, amelyek hosszú távon veszélyeztetik a nem védett munkavállalókat. A gyártóknak figyelembe kell venni ezeket a kockázatokat és be kell tartaniuk a szigorú biztonsági előírásokat a technológia elfogadásakor.

A beruházási (vagy indítási) költségek is magasak. A fémporos additív gyártásához magasan specializált gépek szükségesek. Az olyan biztonsági aggályok, mint a fent említett gyúlékonyság, szintén előírják, hogy speciális létesítményekre és eszközökre van szükség a munkavállalók biztonságának biztosításához. A létesítmények fejlesztése is drága. Ezen logisztikai akadályok miatt nem minden vállalat tud jelentős összegeket befektetni a hibrid gyártásba.

Mi a helyzet a szoftverrel?

Természetesen a hibrid gyártás is a tervezési fázissal kezdődik, és a CAD / CAM szoftver fontos szerepet játszik. Vagy az alkatrészek tervezésekor már figyelembe kell venni mindkét technológia speciális szempontjait, vagy a gyártási folyamatnak megfelelően módosítani kell az adott alkatrészt, ehhez megfelelő CAD szoftverre van szükségünk. Ezenkívül a FEA szimuláció lehetővé teszi annak elemzését, hogy a konstrukció hogyan fog működni a gyártás után. Az olyan eszközök, mint a Fusion 360, kiválóak ezeken a területeken. Ami a legjobb, a felhőalapú csoportmunka alapeleme ennek a szoftvernek, így lehetővé teszi a távoli résztvevők közötti együttműködést.

A hibrid gyártás kétségkívül nagy ígéretet jelent a jövő számára. Lehet, hogy ez nem minden projekt számára megfelelő, de a felvázolt esetekben komoly előnyökkel bír. Ez az eljárás az additív és a szubtraktív gyártás legjobbjait egyesíti, új kihívásokat teremtve és új lehetőségeket kínálva ezzel.

Forrás: Autodesk


Vegyen részt 2020. október 27-én 10 órától tartandó szakmai, online előadásunkon! Az új gyártási struktúra nem a jelenlegi módszerek felszámolásával, hanem új eljárások bevonásával fog létrejönni. Előadásunkban ehhez mutatunk be lehetséges alternatívákat.

2020. október 27., 10 óra
Autodesk megoldások a hibrid gyártási folyamatokban
Előadók: Sebők Róbert és Antal Iván
Regisztráció és további információ >>>


A Varinex-CADStudio Kft. az Ön egyedi igényeinek megfelelő gyártási, üzemtervezési és automatizálási megoldásokat biztosítja tervezőszoftver kínálatából. 

Ha többet szeretne megtudni az általunk kínált tervezési és kivitelezési megoldásokról, valamint arról, hogyan segíthetjük elő vállalata gyártási rugalmasságának növelését, keresse szakértő kollégáinkat egy személyes konzultációra!

Amennyiben szakmai ismereteit bővítené és elsőként szeretne hozzáférni a legfrissebb újdonságokról szóló hírekhez vagy cikkekhez, elég egyetlen lépés. Legyen tagja Facebook közösségünknek, vagy iratkozzon fel Hírlevelünkre!

Kapcsolattartók:

Antal Iván
Értékesítési tanácsadó
+36 1 273 3414
+36 30 212 9088
ivan.antal@cads.hu
Sebők Róbert
CAD üzletág igazgató
+36 1 273 3413
+36 30 977 1824
robert.sebok@cads.hu