Kamień milowy w dziedzinie hybrydowej produkcji przy wykorzystaniu technologii laserowej

Wraz z Instytutem Techniki Laserowej Fraunhofera (ILT) oraz innymi partnerami przemysłowymi, firma KUKA pracuje nad projektem BMBF-KIT (Karlsruhe) z zamiarem zintegrowania hybrydowej technologii LMD z łańcuchem produkcyjnym. Wykorzystywana jest metoda napawania laserowego (Laser Metal Deposition, LMD), określana potocznie jako druk 3D. Podstawę linii stanowią roboty KUKA.

Standardem w halach produkcyjnych nadal są tradycyjne technologie subtraktywne. Kute i odlewane elementy o skomplikowanych kształtach muszą być w takim przypadku poddawane kosztownej często obróbce. Podczas produkcji wysokowydajnych, lekkich podzespołów w przemyśle lotniczym ciągle jeszcze usuwa się w procesach obróbki nawet 90% surowca. W przeciwieństwie do tego, w trakcie addytywnej produkcji podzespoły są wytwarzane warstwowo. Stanowi to nie tylko oszczędność zasobów i pozwala na unikanie produkcji odpadów, ale też umożliwia uzyskanie wyjątkowej elastyczności produkcji.

Produkcja hybrydowo-addytywna jako praktyczna alternatywa
Praktyczną alternatywą dla dotychczasowych metod jest produkcja hybrydowo-addytywna. Półfabrykaty produkowane są w tradycyjny sposób, np. w procesie kucia lub odlewania, natomiast dodatkowe geometrie nanosi się w sposób addytywny, dzięki czemu możliwa jest indywidualizacja elementów — w ramach projektu ProLMD wspieranego przez Ministerstwo Edukacji i Badań Naukowych Niemiec (Bundesministerium für Bildung und Forschung, BMBF) — czyli w procesie napawania laserowego LMD.

Zaletą tej metody w stosunku do innych technik addytywnych jest wysoki współczynnik wytwarzania. Dzięki temu można efektywnie produkować np. lokalnie wzmacniane elementy strukturalne do samolotów lub wysoce funkcjonalne komponenty turbin. Kompleksowe wykorzystywanie tej technologii często jednak utrudniały do tej pory wysokie koszty i trudne warunki obróbki.

" Ze względu na fakt, że podczas napawania laserowego materiały muszą być chronione przed utlenianiem, a cała instalacja znajduje się w atmosferze gazu ochronnego, częstym ograniczeniem dla obrabianych części była ich wielkość. "
Günter Neumann, Head of KUKA Business Unit Laser Applications

Hybrydowa produkcja dużych elementów w oparciu o technologię KUKA LMD
Celem projektu ProLMD jest opracowanie solidnej i wydajnej techniki procesowej i systemowej, przeznaczonej do zastosowania w technologii LMD przy produkcji dużych elementów. System ma spełniać wymagania stawiane przed najnowocześniejszymi technikami produkcji oraz wymogi bezpieczeństwa w takich dziedzinach, jak lotnictwo i astronautyka. Zaletą kosztową jest zestandaryzowana technika systemowa oparta na robotach firmy KUKA. Dzięki wykorzystaniu systemu przesyłania przez światłowód, robot praktycznie nie jest niczym ograniczony w swoim obszarze roboczym. Umożliwia to elastyczne reagowanie na geometrie elementów i ich rozmiar, również w przypadku małych serii.

Zalety napawania laserowego LMD: krótszy czas produkcji, niższe koszty
Już w przyszłym roku wyniki prac nad ProLMD będą mieć wpływ na produkcję uczestniczących w projekcie partnerów MTU, Airbus i Daimler. „Rozpoczynamy od kamienia milowego, jakim jest zastosowanie metody produkcji hybrydowej w przemyśle”, opowiada Lars Ott, kierownik projektu ProLMD w firmie KUKA. Eksperci szacują, że ta technologia umożliwi także zredukowanie czasu produkcji o 50% i obniżenie kosztów o 20 - 30%. Jej implementacja pozwoli także na zwiększenie wydajności zasobów podczas produkcji w przyszłości.

W tym projekcie KUKA opiera się na wieloletnich doświadczeniach ekspertów z Aachen w dziedzinie wspomaganej przez roboty technologii laserowej. W ramach tego projektu firma KUKA opracowała i zrealizowała dwie identyczne linie produkcyjne do obsługi produkcji hybrydowo-addytywnej, które działają już we własnych halach firmy w miejscowości Würselen koło Aachen oraz w niedaleko położonym Instytucie Fraunhofera. „W dalszej perspektywie chcemy wprowadzić metodę do produkcji seryjnej ”, informuje Günter Neumann.

www.kuka.com

  Zapytaj o więcej informacji…