2020年1月雜誌專題

端到端能力──大型組件的維護、修理和製造

■ DMG

 

前言

自2013年,DMG MORI在單一設置中引入了用於激光 沉積焊接和 5 軸同時加工的 LASERTEC 65 3D hybrid 以來,其成為金屬零件增材生產領域的全球領先企業。 其產品也逐漸擴大了範圍,首先是 LASERTEC 4300 3D hybrid—它結合了使用粉末噴嘴的增材製造,並在一 個工作區域內進行車銑加工,然後是LASERTEC SLM 系列的粉末床機器。借助 LASERTEC 125 3D hybrid, DMG MORI現在擴展了其激光沉積焊接產品組合,包 括用於維護、修理和生產較大零件的模型。

如今增材製造正逐漸被確立為工業用途的開創性程序, 因此,對技術的需求也在不斷變化。對此,DMG MORI 在進一步開發機器時,亦始終將其納入考慮,而這也具 體的體現在其新型 LASERTEC 125 3D hybrid 中。基於 堅固的monoBLOCK系列,它被設計成可用於生產最大 ø1,250 x 745 mm的零件,並能負荷最重達2,000 kg的 工件重量。LASERTEC 125 3D hybrid 的剛性機械結構 和高動力特性,使其能夠對於高要求的3D零件進行精準、可靠且具有成本效益的完整加工。透過搭配數控 機床,顧客將可達到高構建速度和通常的重複精度。

 

縮短流程鏈,減少流程時間

在單個設置中,激光沉積焊接和5軸同時銑削之間的 自動轉換可將加工時間減少多達80%。這樣的節省 可通過完全取消諸如熱處理之類的工藝步驟來實現, 因為LASERTEC 125 3D hybrid可以沉積硬度高達63 HRC的材料。交替使用激光沉積焊接和5軸同時銑 削,特別有利於改善生產工藝或實現新的零件幾何形 狀,封閉葉輪就是其中一個案例。而混合動力機器在 新零件的生產以及冷熱成型用鍛造模具的維修方面之 優勢,亦同樣令人印象深刻。例如,得益於粉末噴嘴 技術,切刀刀片可以在一輪之內重新使用。

新的可能性

LASERTEC 125 3D hybrid還可以生產輕質結構,減少 部件的重量,如渦輪機葉片的重量減輕高達90%。

激光沉積焊接獨特的一個關鍵賣點在於它由CNC控制, 並可以在兩種材料之間快速進行轉換。可以在一個區 域進行硬焊以減少磨損,同時在另一區域進行耐腐蝕 焊接以防止環境影響。與傳統的冷卻方案相比,零件 的冷卻性能可以大大提高,利用這項技術,可以將用 於散熱的銅芯焊接到壓鑄模具上,並同時在銅芯外層 焊接一層由工具鋼製成的外皮層。

 

高性價比的維修

在過去五年中,激光沉積焊接已成為許多目標行 業中維修和塗層領域的一項出色技術。像之前的 LASERTEC 65 3D hybrid 一 樣,LASERTEC 125 3D hybrid也可以經濟地維護和修理零件。透過此最新模 型,用戶現在也可以安裝大型零件和模具,首先通過 銑削準備受損區域,然後再通過激光沉積焊接進行修 復,然後在最終的銑削過程中完成零件的加工,這些 動作都只需透過一個設置來完成,換句話說,所有單 個過程都集中在一臺機器上,而不會影響其他生產資 源。由於精確的過程控制,焊接材料的質量非常高, 且通過對壓鑄插件的維修,其使用壽命達到了傳統手 工焊接維修工作的三倍。該技術亦被用在將設備利用 率和減少維護時間放在首位的領域,這些行業包括石油、天然氣、化學、製藥和能源行業。這些用戶皆受 益於LASERTEC 3D hybrid模型的靈活性。

 

智能軟體解決方案,方便生產管理

像其同系列機種一樣,LASERTEC 125 3D hybrid可以 集成到混合式CAD/CAM工藝鏈中,從而極大地提高 生產效率。西門子公司的NX混合CAM系統可實現 端到端的維修編程。在程式設計過程中,客戶可以在 加工和鐳射沉積焊接之間無縫更換,然後所有處理步 驟都通過一個程序發送到機器,並以自動操作交替進 行。AM Assistant 是 LASERTEC 125 3D hybrid 創新 軟體和硬體產品的一部分。

除此之外,它還包括一個集成的熱像儀,用於連續監 測整個部件或規定區域的熱,測熔池大小和溫度,或 監測噴嘴和部件之間的間隙。所有相關過程參數(如 粉末體積、工作距離或惰性氣體體積)的閾值,都可 以使用AM Guard(也是AM Assistant的一部分)來 存儲,如果超過或低於這些值,則生成工作將被中斷, 然後在進行更正後再次重新啟動,並事先將因未優化 的過程參數所導致的廢品率降至最低。AM Evaluator 軟體是用於3D過程數據的智能下游評估軟體,它可用於圖形化顯示生產過程中存儲的3D過程數據,以 進行評估。來自熔池分析、粉末流量監控或激光功率 的數據可以單獨分析、相互比較,或與先前生成的工 作進行比較,還可以自動生成報告,以保證生產中的 質量。透過 AM Assistant,DMG MORI 可為增材製 造提供最佳支持,並為整個工藝鏈的最高質量和工藝 可靠性提供了前提條件。■

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SMARTMolding編輯部

《ACMT 模具與成型智慧工廠雜誌》(ACMT SMART Molding Magazine),將擴大報導,如「先進成型技術」、「3D 列印」、「模具製造」、「智慧工廠」、「數位化轉型」、「自動化」等領域,為讀者帶來更多全新內容。內容上未來也將對業界的企業進行一連串的採訪報導,報導範圍不會僅限於臺灣,同時預計也推出對華東、華南,以及東南亞等地區的各家企業進行採訪報導,帶各位讀者領略這些企業的崛起過程與成功經驗。

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