Гибрид лазерного наплавления металлом и 6-осевой фрезерной обработки
Гибрид лазерного наплавления металлом и 6-осевой фрезерной обработки
В станке DMG MORI LASERTEC 4300 3D hybrid удалось соединить аддитивные технологии и 6-осевую обработку металлов резанием. Причем станок рассчитан на изготовление крупных и сложных деталей, например, компонентов турбин и ракетных двигателей весом до 1 700 кг и размером до 660 х 400 х 1500 мм.
Преимуществом такого станка является, с одной стороны, расширение возможности для наплавления металла лазером с использованием 6-осевой обработки, с другой стороны, без смены станка производится чистовая токарная и фрезерная доработка детали. Вместо двух дорогостоящих станков используется один. По сравнению с обычным технологическим циклом экономится время на транспортировку детали и ее установку, а также отсутствует период ожидания начала ее обработки на втором станке.
Станок работает по технологии селективной лазерной плавки с применением порошковой камеры. На опускающуюся платформу наносится тонкий слой порошка. Затем непрерывный лазерный луч плавит порошок в заданных точках. Время цикла при этом составляет 10 микросекунд. После обработки всех позиций одного слоя, платформа опускается в соответствии с заданной толщиной слоя (от 20 до 100 мкм). Процесс повторяется до тех пор, пока деталь не будет изготовлена полностью. Лишний порошок падает через сетку в сборник и затем используется повторно. Скорость наплавления составляет в среднем 750 г/час. Толщина слоя за один проход находится в пределах 0,8 – 1,5 мм.
Для получения однородного качества деталей с помощью 2-фазного пирометра выполняется непрерывный анализ температуры плавки металла и автоматическое регулирование мощности лазера в режиме реального времени.
Затем деталь охлаждается и подвергается фрезерной обработке.
При этом используется один пакет программного обеспечения для всей цепочки технологического процесса: разработка, проектирование и производство продукта — аддитивное наплавление и финишная обработка резанием.
Технологии наплавления LASERTEC полностью интегрированы в программное обеспечение CAD/CAM, включая 3D-моделирование для контроля технологического процесса.
Благодаря чередованию режимов аддитивной обработки и обработки резанием появляется возможность создания уникальных цельных деталей, например, с внутренними контурами для двигателей или высокопрочной головки бура для бурильных установок в нефтяной отрасли. При этом минимизируются затраты на металл и его обработку (отходы составляют не более 5%).
Благодаря использованию уникальных сочетаний материалов (например, сплава Ti6Al4V), происходит улучшение качественных характеристик изделий, которые невозможно создать при помощи других способов производства.
Помимо изготовления и обработки изделий станок можно использовать для нанесения специальных покрытий, ремонта деталей методом наплавления металла и последующей обработки, а также для разработки и изготовления прототипов.
Сочетание 3D-печати металлом вместе с токарно-фрезерными работами в одном станке открывает возможности для комплексной обработки деталей.
Кстати, увидеть подобные новинки можно на XV выставке HAUSAUSSTELLING PFRONTEN, которая пройдет в Германии с 11 по 15 февраля, и включает в себя разделы по металлообработке и аддитивным технологиям.
Фото компании DMG MORI