A Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT) és további ipari partnerek bevonásával a KUKA egy BMBF-KIT-(Karlsruhe)-projekt keretében a hibrid LMD-technológia gyártási láncba történő integrációján dolgozik. Ennek során a Laser Metal Disposition (LMD) eljárást alkalmazzák, amelyet a nyilvánosság 3D-nyomtatásként ismer. A berendezés alapját KUKA robotok képezik.
Hozzáadáson alapuló hibrid gyártás: erőforráskímélőbb és rugalmasabb 3D-fémnyomtatás
A gyártócsarnokokban általában még mindig a hagyományos, elvonáson alapú technológiákat használnak. A komplex kialakítású kovácsot és öntött alkatrészeket ennek során gyakran körülményes módon kell megmunkálni. A repülőgépgyártásban használt nagyteljesítményű és könnyűszerkezetű alkatrészek gyártása során a nyersanyagnak még mindig akár 90 százalékát is lehordják. Ezzel ellentétben a hozzáadáson alapuló gyártásban az alkatrészeket rétegesen építik fel. Így takarékoskodnak az erőforrásokkal és elkerülik a gyártási hulladékot, ezen kívül a gyártás rendkívül rugalmas.
Hozzáadásos hibrid gyártás mint praktikus alternatíva
A hagyományos eljárás praktikus alternatívája a hozzáadáson alapuló hibrid gyártás. Ennek során a nyers idomok hagyományos módon készülnek, például kovácsolással vagy öntéssel, de a kiegészítő geometriákat hozzáadással hordják fel, így teszik egyedivé az alkatrészeket – a Kutatási és Képzési Szövetségi Minisztérium (Bundesministerium für Bildung und Forschung – BMBF) által támogatot ProLMD projekt keretében az LMD lézeres felhordó hegesztés segítségével. A többi hozzáadásos technológiákhoz képest az előnyt a magas szintű hozzáadási arány jelenti. Így például legyárthatók a repülők lokálisan megerősített szerkezeti alkatrészei vagy a turbinák kiemelt funkcionalitású komponensei. Eddig azonban a magas költségek és a komoly igényeket támasztó megmunkálási feltételek gyakran megakadályozták a technológia átfogó használatát.
“Mivel a lézeres felhordó hegesztés során védeni kell az anyagokat az oxidációtól és a teljes berendezés védőgázas légkörben található, a megmunkálandó alkatrészek mérete eddig határok közé volt szorítva.”
– Günter Neumann, a KUKA Lézeres Alkalmazások üzletág vezetője
Nagyméretű alkatrészek hozzáadásos hibrid gyártása a KUKA LMD-technológiájával
A ProLMD projekt célja, hogy nagyméretű alkatrészek LMD-technológia alkalmazásával végzett gyártásához robusztus és hatékony folyamat- és rendszertechnológiát fejlesszenek. Ennek a rendszernek meg kell felelnie pl. a repülő és űrrepülő-gyártás során használt legmodernebb gyártási technológiáknak és a magas szintű biztonsági követelményeknek.A KUKA robotokon alapuló szabványosított rendszertechnológia költségelőnyt jelent. A száloptikás irányítású rendszer használatának köszönhetően a robot majdnem korlátlanul mozoghat a munkavégzési tartományban. Így lehetővé válik, hogy rugalmasan illeszkedjen az alkatrész geometriájához és méretéhez – akár kis darabszám esetén is.
A ProLMD keretében a kiemelkedő hatékonyságú folyamatok fejlesztését kutatják az LMD lézeres felhordó hegesztéshez
Előnyök az LMD lézeres felhordásos hegesztés során: rövidebb gyártási idő, alacsonyabb költségek
A ProLMD eredményeit a következő években már hasznosíthatják a gyártásban résztvevő partnereknél (MTU, Airbus és Daimler). „Számunkra mindez mérföldkövet jelent a hibrid gyártási eljárás ipari bevezetésében“ – mondja Lars Ott, a KUKA ProLMD projektvezetője. A szakértők szerint a technológiával a gyártási idő akár 50 százalékkal, a költségek pedig 20-30 százalékkal csökkenthetők. Ezen kívül a bevezetéssel egy fenntartható elemet lehet hozzáadni az erőforrás-hatékony gyártáshoz.
A KUKA a projektben az aacheni telephelyen dolgozó szakértőknek a robotalapú lézertechnológia területén szerzett sokéves tapasztalatára támaszkodik. A projektben a KUKA két megegyező gyártósort tervezett és telepített a hozzáadásos hibrid gyártáshoz, melyek az Aachen melletti Würselen-ben lévő telephelyen, illetve a közeli Fraunhofer Intézet egy-egy külön csarnokában működnek. „Hosszútávon szeretnénk az eljárást egészen a sorozatgyártásig finomítani“ – teszi hozzá Günter Neumann.
ForrásKUKA