Opłacalna produkacja małych części metalowych

Drukowanie przestrzenne to opracowana stosunkowo niedawno technologia znakomicie nadająca się do tego rodzaju zadań. Na część skomplikowanej geometrii trójwymiarowej składają się szczegóły udostępniane w postaci pliku CAD. Jednak obniżenie kosztów produkcji wymaga wprowadzenia usprawnień związanych z precyzją i obróbką końcową.

Celem finansowanego przez UE projektu "High performance production line for small series metal parts" (HYPROLINE) jest zwiększenie udziału europejskich MŚP w rynku. Naukowcy koncentrują się na całości procesu produkcyjnego, od projektowania produktu po kontrolę jakości podczas produkcji, a ich celem jest opracowanie wszechstronnej platformy produkcyjnej.

Półfabrykaty są wytwarzane przy użyciu opatentowanej technologii druku przestrzennego części metalowych (Digital Metal). Są skanowane pod kątem uzyskania stanu zbliżonego do gotowego produktu, a następnie w sposób zrobotyzowany umieszczane w systemie transportowym w celu poddania ich laserowej obróbce końcowej. System HYPROLINE umożliwia zatem zintegrowanie uzupełniających się możliwości druku przestrzennego i laserowej obróbki strukturalnej. Dzięki dodaniu procesów monitorowania i pomiarów mają zostać uzyskane takie korzyści jak skrócenie czasu wprowadzania produktów na rynek, zmniejszenie liczby odrzutów oraz odpadów oraz poprawa jakości produktów i podniesienie ich wartości rynkowej.

Naukowcy koncentrują się na trzech różnych materiałach: stali nierdzewnej 316L, tytanie i miedzi. Wdrożenie pilotażowe zostanie zaprezentowane na przykładzie produkcji seryjnej dostosowanych do potrzeb klienta elementów wysokiej jakości o wymiarach rzędu 10 mm dla firm produkujących biżuterię, przyrządy dentystyczne oraz mikrofalowe podzespoły elektroniczne.

Uczestnikom projektu udało się już wydrukować pierwsze trójwymiarowe elementy ze stali nierdzewnej przy użyciu udoskonalonego systemu druku, który znacząco obniża ilość odpadów. Elementy te służą do testowania całego systemu HYPROLINE, mającego na celu zwiększenie precyzji wytwarzania niewielkich detali. Naukowcy zaczęli już również definiowanie parametrów procesowych na potrzeby laserowego polerowania części metalowych w stanie zbliżonym do produktu końcowego, z uwzględnieniem decydującego etapu skanowania materiału wsadowego.

Opracowanie oprogramowania stanowi ważny element prac, jeśli wziąć pod uwagę fakt, że zbiory danych są bardzo duże. Zespół projektu odnotowuje znaczące postępy w zakresie przepływu danych związanych ze skanowaniem geometrii z bardzo wysoką precyzją oraz przetwarzania tych informacji. Dane zostaną również wykorzystane do kontrolowania narzędzi do obróbki oraz w algorytmach kontroli jakości na linii.

Zautomatyzowany i działający z dużą szybkością system HYPROLINE do produkowania niewielkich elementów metalowych z wysoką precyzją jest obietnicą znacznego zwiększenia konkurencyjności europejskich MŚP. Umożliwi również produkowanie innowacyjnych elementów, do których konsumenci nie mieli dotąd dostępu ze względu na ich koszt.