O descoperire revolutionara ce miscoreaza timpul productiei de piese!

Studiu de caz

Five-axis manufacture of the helicopter engine combustion casing1O metoda de productie dezvoltata printr-un proiect cu finantare europeana ar putea reduce drastic timpul de productie a diverse piese si componente.

Inginerii care au lucrat la acest proiect au folosit depunerea de metal cu ajutorul unui laser (LMD – laser metal deposition) pentru a produce carcase de motoare cu pereti subtiri pentru MERLIN. MERLIN este un proiect care urmareste impactul asupra mediului a productiei aerospatiale civile.

Cu ajutorul tehnologiei LMD pudra de metal este folosita ca si material de constructie. Pudra de metal este alimentata printr-o duza coaxiala si este topita cu ajutorul unei raze laser de mare putere. Dupa trecerea prin duza si prin laser, un nou strat de material este creat cu precizie. Tehnicile de aplicare a mai multor straturi permite constructia structurilor 3D.

De la design la productie

Five-axis manufacture of the helicopter engine combustion casing2Dupa doi ani de cercetare si sase luni de activitati demonstrative, echipa de la Centrul de Tehnologie din South Yorkshire a reusit sa definitiveze un instrument software creat ca un plug-in pentru software-ul ToolCLAD (un software special creat pentru procesul de productie LMD). Acest plug-in ghideaza duza coaxiala LMD pe un substrat deplasat cu ajutorul unei mese CNC rotary pe doua axe.

Avand o sincronizare a miscarilor de rotatie si de inclinare a substratului cu miscarile incrementale ale duzei coaxiale (predominant in directia +Z), materialul este depus in mod continuu, strat cu strat, printr-o miscare spiralata. Aceasta tehnica elicoidala permite formarea unui contur 3D cu pereti subtiri, ce urmareste precis suprafata profilului CAD original (fisier STL). Procesul este similar crearii unei vaze de lut pe o roata a olarului.

O alta inovatie o reprezinta utilizarea unui algoritm de feliere ce controleaza distanta cu care duza se indeparteaza de substrat intr-o rotatie completa, in functie de unghiul de inclinare a substratului. Fara aceasta functie, componentele printate ar avea o eroare de dimensiune pe directia Z.

Precizie si versatilitate

The final part has received no heat treatments or surface conditioningPrin deplasarea substratului si minimizarea miscarii duzei LMD, caracteristici ale obietelor, cum ar fi proeminentele pot fi generate cu o calitate mult imbunatatita a suprafetelor, fara a fi nevoie de structura de suport. Acest lucru duce la statistici impresionante:

  • Componenta: carcasa de combustor de elicopter (Turbomeca)
  • Material: Inconel 718
  • Dimensiune: 300mm (diametru) x 90mm (inaltime)
  • Traiectorie sudura: 0,9mm (latime) x 0,2mm (adancime) x 0,5 mm (lungime)
  • Varianta dimensionala din CAD: 0,2mm (varianta medie a razei)
  • Finisare suprafata: 15 microni RA (medie)
  • Timp de contructie (7,5 ore)

Beneficii reale

Integritatea sporita a piesei finale permite indepartarea acesteia de pe substrat, fara distorsiuni. Cu toate acestea, un tratament final la cald ar fi necesar pentru a reduce reziduurile acumulate in timpul productiei.

Puteti vizualiza un video cu o piesa in procesul fabricarii aici:

https://www.youtube.com/watch?v=yKnlmfuMSgo&feature=youtu.be

Camera de ardere este in prezent evaluata pentru a testa eficienta pieselor prototipate. Daca procesul va acceptat, timpul de productie a componentelor se va reduce de la cateva luni la cateva ore.