Systémy pro vrstvené laserové spékání kovů od společnosti Misan s.r.o.
Společnost Misan s.r.o. se až do poloviny loňského roku zabývala výhradně technologiemi založenými na odebírání materiálu třískovým obráběním, případně dokončovacími operacemi (broušením a lapováním povrchů). Technický vývoj za hranicemi naší země však krůček po krůčku u vybraných aplikací směřuje k technologiím vrstvené výroby „téměř“ finálních výrobků z práškových kovů. Není tedy nač čekat a je třeba provést osvětu i u nás! V duchu tohoto hesla zahájila společnost Misan spolupráci s německým výrobcem Concept Laser. S účinností od 1. 9. 2013 tak vzniklo oficiální zastoupení pro český trh.
O relevantnosti potřeby zavedení, či jen prozkoumání nové technologie, svědčil mimořádný zájem návštěvníků loňského mezinárodního strojírenského veletrhu v Brně o vystavený stroj Concept Laser typu M2 (oceněný zlatou medailí MSV) a navazující na neustálé poptávky po řešeních, které vrstvené spékání práškových kovů nabízí. Pojďme si tedy v následujícím textu stručně popsat základní metody a možné aplikace technologie budoucnosti.
LaserCUSING®
Proces LaserCUSING®, který je ekvivalentem SLM procesu (Selective laser melting), se využívá k výrobě vysoce přesných, mechanicky a tepelně namáhaných kovových dílů. Dle dalších požadavků na účel použití jsou používány vysoce legované a nástrojové oceli, lehké a titanové slitiny, těžko obrobitelné slitiny na bázi niklu, kobalt-chromové slitiny a lze aplikovat také drahé kovy jako zlato a stříbro.
Popis procesu
LaserCUSING® využívá jemného kovového prášku k místnímu spečení pomocí vláknového laseru. Následným ochlazením se materiál scelí. Tvar dílu se vytváří nasměrováním laserového paprsku pomocí zrcadlové vychylovací jednotky. Díl se tvoří spékáním vrstev tloušťky 20 - 100 μm, po snížení základny a rozprostření nové vrstvy prášku. Stroje Concept Laser se odlišují od jiných výrobců systémem stochastické navigace segmentů jednotlivých řezů (taktéž označovaným jako „ostrovy“), které jsou postupně spékány. Tento patentovaný proces zaručuje výrazné snížení vnitřních pnutí konečného produktu. Pro zhotovení jednotlivého dílu je k dispozici instalační prostor rozměru 630 x 400 x 500 mm (stroj typu X line 1000R).
Historie Concept Laser
Společnost CONCEPT LASER GmbH je součástí koncernu Hofmann Innovation Group se sídlem v Lichtefels v Německu. Již od roku 2000 je uznávaná jako průkopník oboru vytvářející technologie laserového spékání. Procesem LaserCUSING® společnost pronikla do nejrůznějších odvětví lidské činnosti. Název procesu LaserCUSING®je odvozen od termínu spojování tavením (Fusing) náhradou „F„ za první písmeno názvu společnosti Concept Laser. Název tak popisuje používanou technologii: Zhotovení dílce postupně ve vrstvách generovaných dle CAD dat a spojovaných tavením další vrstvy. Tento postupný proces umožňuje zhotovit součást bez použití nástrojů do tvaru, který je jen obtížně (nebo vůbec) vyrobitelný technologií obrábění.
LaserCUSING® proces umožňuje vyrobit jak formy s uzavřeným systémem chlazení, tak i komponenty pro medicínskou a zubařskou praxi, automobilový a letecký průmysl. Umožňuje zhotovovat prototypy i realizovat hromadnou výrobu součástí. V nabídce jsou standardní stroje i stroje na principu LaserCUSING® na zakázku dle specifického požadavku zákazníka. Pod úplným servisem Concept Laser rozumí nejen zabezpečení provozuschopnosti zařízení, ale i nabídku expertních vývojových služeb v podobě přípravy výroby resp. výroby prvních dílů.
Stroje na principu laserového natavování vrstev kovového prášku umožňují pracovat s ušlechtilými a nástrojovými ocelemi, samovznítitelnými hliníkovými a titanovými slitinami, stejně jako superslitinami na bázi niklu, kobalt-chromovými slitinami a v poslední době i se vzácnými kovy jako je zlato a stříbro.
LaserCUSING® otevírá nové perspektivy ve smyslu kvality, vyrobitelnosti, ekonomické výhodnosti a rychlosti pro vývoj výrobků v oborech:
- Medicínské a zubařské praxe
- Leteckého průmyslu
- Výroby nástrojů
- Automobilového průmyslu a výroby motorů
- Strojního inženýrství všeobecně
Stroje pro laserové spékání kovů zkracují dobu vývoje a výrazně snižují náklady na vývoj. Mezi klíčové výhody LaserCUSING® patří i větší geometrická a prostorová volnost spojená s mnohem větší pružností reakcí při vývoji nových výrobků. Stěžejní výhodou je výroba bez nástrojů a příprava a ověřování programů s tím spojených.
Vysoká úroveň kvality, roky zkušeností a reference CONCEPT LASER GmbH jsou synonymem spolehlivosti procesu, ekonomicky výhodného řešení předváděného v každodenní výrobě. Trvalým vývojem jsou snižovány náklady na jednotky procesu postupného zhotovování.
Předmětem nového vývoje je i uživatelsky jednoduché vyhodnocení procesních dat, která mohou být modifikována na uchování veškerých údajů dokumentace požadované zákazníky. Všechny monitorovací systémy, které byly používány dříve, byly spojeny a vylepšeny tak, aby se zvýšila a zajistila úroveň reprodukovatelnosti. Pilotním partnerem je německé „Centrum pro vzdušný prostor“ (DLR), se základnou v Kolíně nad Rýnem (Německo). Výsledkem je balíček systému QM (Quality Management), který obsahuje řadu modulů, mezi nimiž je velmi důležitý QM Meltpool - modul kontroly taveniny v reálném čase, jež zajišťuje kvalitu procesu tvorby vrstev na mikroskopické úrovni. Modul kontroly taveniny sleduje probíhající proces spékání vrstvy ze skenování prováděného s frekvencí několika tisíc snímků za sekundu a provádí analýzu relevantních údajů ve stopě taveniny v reálném čase. Výsledky jsou zdokumentovány a vyhodnoceny pomocí software QM documentation.
Dalšími moduly jsou QM Powder- kontrolující jakost prášku před jeho aplikací, dále moduly QM Gas - sledující kvalitu inertního plynu, QM temperature - sledující teploty rozhodujících komponent stroje.
Concept Laser tak důsledně přejímá přístup založený na analyzování úrovně kvality v procesu striktně vyžadovaný v medicínských oborech, letecké výrobě a v neposlední řadě i automobilovém průmyslu.
576
