Katmanlı üretim, bileşen geometrilerinin tasarımı açısından tamamen yeni özgürlük dereceleri sağlıyor ve talaşlı imalat teknolojilerinin giderek daha önemli bir tamamlayıcısı haline geliyor. Sonuç olarak, yeni "metalik 3D baskı" süreçleri giderek daha fazla imalat şirketinde bulunabilmekte ve giderek daha geniş bir uygulama ortamına doğru niş olmaktan çıkmaktadır.
Katmanlı Üretim
Eksiltici imalat, bir bileşeni istenen geometride oymak için hammaddeden malzeme çıkarmak üzere işleme yöntemini kullanır. Bunlar frezeleme, tornalama ve taşlama gibi üretim süreçlerini içerir. Öte yandan, eklemeli olarak üretilen bir bileşen, iş parçasının dijital 3D veri modelinin konturlarının katman katman oluşturulmasıyla oluşturulur Burada açıklanan katman katman oluşturma ilkesi, günümüzde hala tüm eklemeli üretim süreçlerinin temelini oluşturmaktadır.
Günümüzde Yönlendirilmiş Enerji Biriktirme (DED) alanına tahsis edilen lazer biriktirme kaynağı, erken dönemde önem kazanmıştır. Toz, eş eksenli bir toz nozülü aracılığıyla bir lazer ışınına sokulur ve bu da onu nokta hassasiyetiyle birleştirir. Süreç, çok yüksek bir birikim oranı ile karakterize edilir. Bileşen, CNC freze makinesinin tam 5 eksenli kinematiği kullanılarak katman katman oluşturulur. Toz yatağında olduğu gibi destek geometrileri burada gerekli değildir, çünkü 5 eksenli kinematik, bileşeni her zaman lazer nozülüne göre doğru konuma getirir. Entegre bir ikiz toz konveyörü, iki farklı malzemenin aynı anda tedarik edilmesini sağlar. Bu şekilde, bileşene istenen özellikleri kazandırmak için farklı metaller dönüşümlü olarak uygulanabilir - örneğin, daha yüksek termal iletkenlik veya belirli alanlarda farklı sertlik dereceleri. A malzemesinden B malzemesine yumuşak bir geçişin gerçekleştirildiği kademeli malzemeler de üretilebilir.
Öne çıkan bir diğer süreç de metal tozunun seçici lazerle eritilmesidir (SLM). Toz, ince katmanlar halinde bir yapı platformuna uygulanır ve ardından bileşen geometrisine göre bir lazerle yerel olarak kaynaştırılır. Açığa çıkarılacak katmanların alanı, iş parçasının 3D modelinden önceden hesaplanmıştır. Üretim süreci tamamlandıktan sonra, fazla toz çıkarılabilir ve yeniden kullanılabilir. Geniş uygulama yelpazesi nedeniyle, bu işlem alanında halihazırda sayısız malzeme tozu mevcuttur. Bu, işlevsel iş parçalarının (prototipler) seri malzemelerle üretilebileceği ve uygunluklarının test edilebileceği anlamına gelir. Çeşitli çelikler ve alüminyum kaliteleri, kobalt krom ve nikel alaşımlarından bakır ve titanyuma kadar, jeneratif bileşen yapımı için mevcuttur.
İki süreç, Yönlendirilmiş Enerji Depozisyonu (DED) ve Seçici Lazer Eritme (SLM), esas olarak üretilebilen toleranslar, birikme oranları ve üretim hızları bakımından farklılık gösterir. Örneğin, lazer biriktirme kaynağının hassasiyeti toz yatağı işleminden daha düşüktür. Bununla birlikte, hibrit makine takımlarına entegre edilebilme kabiliyeti açısından, üretkenlik açısından avantajlar iddia edebilir. Bunun nedeni, eklemeli bileşen yapısının geleneksel işleme ile tek bir kurulumda genişletilebilmesidir. Bu nedenle prensipte her iki prosesin de farklı sektörlerde haklı gerekçeleri vardır.
DED makineleri, kalıp yapımı ve havacılık uygulamalarında uzun süredir sağlam bir şekilde kurulmuştur. Onarımda, hasarlı bileşenler yeniden inşa edilebilir ve ekonomik olduğu kadar hızlı onarım seçenekleri gerçekleştirilebilir. Tıp teknolojisinde, diş protezleri veya eklem protezleri için hastaya özel çözümler SLM makinelerinin toz yatağında oluşturulmaktadır.
Katmanlı imalatın başarı sırları
Geleneksel süreçlerle karşılaştırıldığında, eklemeli üretim, tasarım ve üretime tamamen yeni bir yaklaşım sağlar. Potansiyeller, yedek parça bulunabilirliği, iç geometriler, karmaşık bileşen yapıları veya düşük miktarlar ortamında yatmaktadır. Bir başka fırsat da, ürün özelliklerinin önemli ölçüde iyileştirilmesini sağlayan uygulama senaryolarıdır.
Örneğin, topoloji optimizasyonu bir bileşenin özelliklerini büyük ölçüde iyileştirebilir. Örneğin, eklemeli olarak üretilebilen (biyonik) yapılar, ağırlığı azaltırken aynı zamanda çok yüksek stabilite elde etmek için kullanılabilir. Katmanlı üretim süreçleri bu nedenle, özellikle bileşen özellikleri için yüksek veya çok özel gereksinimler söz konusu olduğunda avantajlar sunar. Metalik 3D baskıyı hedeflenen son işlemle birleştiren uçtan uca bir süreç zinciri de doğru koşullar altında geleneksel süreçlerden genellikle daha ekonomiktir.
Katmanlı üretim, katmanlı düşünme anlamına gelir
Bileşenlerin katmanlı üretim potansiyelinden tam olarak faydalanabilmek için ürün geliştirmede bir düşünce değişikliğinin gerçekleşmesi gerekmektedir. Buradaki zorluk, belirli bir spektrumdaki potansiyelin pratik olarak uygulanması ve tanımlanmasıdır. Bu da ilgili olasılıklar hakkında temel bilgi ve tarafsız bir yaklaşım gerektirir. En iyi durumda müşteriler, katmanlı üretimin şirkete sunabileceği katma değer ve bileşenlerin özellikleri ve işlevleri açısından teknoloji tarafından nasıl optimize edilebileceği ve/veya daha ekonomik bir şekilde üretilebileceği hakkında bilgi sağlayan yetkin analizlere güvenmektedir.
Yukarıda özetlenen katmanlı üretimin sınırlayıcı faktörleri nedeniyle, 3D baskı, geleneksel işleme teknolojilerinin yerine geçmese de onlara kazançlı bir ektir. Katmanlı üretimin çok çeşitli sektörlerde daha da geliştirilmesi ve yeni iş modellerine entegre edilmesi açısından, özellikle gelecek potansiyeli umut vericidir.
DMG MORI ile eklemeli üretimde tutarlılık
DMG MORI, 2013 yılından bu yana müşterilerini eklemeli üretimde entegre süreçlerle desteklemektedir - başlangıçta LASERTEC ile lazer biriktirme kaynağı temelinde DED ve LASERTEC DED Hibrit serisi ve birkaç yıldır da toz yatak prosesinde LASERTEC SLM serisi. Takım tezgahı üretiminde dünya pazar lideri olan DMG MORI, eklemeli süreçleri yüksek performanslı işleme çözümlerinden oluşan geniş bir portföy ile birleştirmektedir. Her şeyi kapsayan bir arayüz olarak CELOS, burada teknolojiden bağımsız ve tutarlı çalışma (kullanıcı deneyimi) imkanı sunar.
DMG MORI, eklemeli proses zincirleri uygulanmadan önce bile, hem metalik 3D baskı hem de geleneksel işleme alanındaki kapsamlı uzmanlığı ile kendi Eklemeli Üretim Mükemmeliyet Merkezlerinde ilgili tarafları ve kullanıcıları desteklemektedir. Amaç, daha ekonomik üretim ve daha yüksek kaliteli ürünlere giden yolu açan optimum üretim çözümleri sağlamaktır.
DMG MORI, ADDITIVE MANUFACTURING ve CNC teknolojisindeki kapsamlı portföyüne dayanarak dört aditif işlem zinciri sunabilir. Örneğin, iş parçaları ilk olarak LASERTEC üzerinde bir toz yatağında oluşturulabilir SLM ve daha sonra işleme ile sonradan işlenebilir. Bu şekilde, katkılı olarak üretilen bileşenler son derece yüksek hassasiyetle üretilebilir. Kullanıcılar ayrıca işleme sürecini yukarı akışa da yerleştirebilir. Örneğin, freze kafalarının temel gövdeleri verimli bir şekilde üretilebilir. Son olarak, iç soğutma kanalları da dahil olmak üzere kalıbın karmaşık yapısı toz yatağında gerçekleşir.
Toz nozul alanında da, eklemeli üretim ve talaşlı imalatın bir kombinasyonu iki işlem zincirinin odak noktasıdır. LASERTEC 65 DED Saf lazer biriktirme kaynağı için ø 650 x 560 mm'ye kadar zorlu bileşenleri veya çok malzemeli uygulamaları tamamen destek konturları olmadan üretir. DMG MORI'nin üniversal işleme merkezindeki sonraki finiş işlemede, düz yüzeyler, geçmeler veya dişler gerekli hassasiyetle tamamlanır. LASERTEC ile DED Hibrit modelleri ile DMG MORI, bu süreç zincirini tek bir çalışma alanında birleştiriyor. Gereksinimlere bağlı olarak, kullanıcılar bir toz nozulu kullanarak eklemeli üretim ile 5 eksenli eşzamanlı işleme veya 6 taraflı komple işleme arasında geçiş yapabilirler. Bu, daha da karmaşık iş parçalarının üretilmesine olanak tanır. Uygulamaya bağlı olarak, DED / DED hibrit makineler ø 1.010 × 3.702 mm'ye kadar olan bileşenler için mevcuttur.