Fabricarea aditivă, în special procedura de fuzionare a pulberii cu laser (LPBF), deschide noi căi în construcția uneltelor datorită libertății mari de design. Fraunhofer IWU valorifică acest potențial în două proiecte de cercetare, „AdTopoTool” și „EWAM”. Scopul este de a dezvolta și produce mai rapid unelte mai eficiente pentru formarea la cald a foilor de metal și pentru turnarea prin injecție. Aceasta beneficiază, de asemenea, calitatea componentelor, care pot fi produse cu astfel de unelte într-un timp mai scurt.
AdTopoTool: distribuția eficientă a materialului în unealtă reduce greutatea cu aproximativ 30 la sută.
În multe companii de construcție a uneltelor, încă se folosesc metode de fabricație convenționale și designuri bazate pe experiență. Acest lucru este, de obicei, însoțit de restricții geometrice și de o greutate foarte mare a uneltelor.
Ca urmare, timpii de fabricație și calitatea componentelor suferă adesea din cauza gestionării insuficiente a temperaturii. În cadrul proiectului de cercetare AdTopoTool, partenerii de proiect Fraunhofer IWU, Werkzeugbau Winkelmühle GmbH și H+E Produktentwicklung GmbH au demonstrat că uneltele fabricate aditiv cu geometrie optimizată topologic și canale de răcire oferă un avantaj semnificativ - în ciuda cerințelor ridicate privind rezistența termomecanică și gestionarea temperaturii uneltei. Optimizarea topologică înseamnă, prin urmare, proiectarea uneltei pentru o greutate minimă și o rigiditate maximă prin distribuția inteligentă a materialului sau cu ajutorul unei forme geometrice îmbunătățite a canalelor de răcire.
Pe baza proceselor de producție de turnare prin injecție și întărire prin presare, a fost dezvoltată o metodă numerică care permite prezicerea fiabilă a comportamentului de încărcare și structură al uneltelor supuse unor solicitări termice ridicate. Această metodă a fost utilizată pentru optimizarea topologică și proiectarea canalelor de răcire pentru unelte demonstrative pentru turnarea prin injecție, precum și pentru întărirea prin presare.
Cercetătorii au validat, de asemenea, geometria optimizată și fabricată aditiv a uneltelor în laborator. Rezultatul: o reducere a greutății uneltei de turnare prin injecție cu aproximativ 34 la sută și a segmentului uneltei de întărire prin presare cu aproximativ 28 la sută, fără a afecta cerințele privind stabilitatea formei.
Prin sisteme de temperare mai eficiente, timpii de ciclu pentru componentele turnate prin injecție pot fi reduși cu 60 la sută, iar tratamentul termic al componentelor întărite prin presare cu aproape jumătate. În unele cazuri, se poate obține chiar o îmbunătățire a calității și a preciziei dimensiunilor produselor finale.
EWAM: construcția automată a canalelor de temperare pentru unelte fabricate aditiv
Lipsa experienței cu fabricația aditivă, proiectarea laborioasă a sistemelor de temperare și liniile directoare incomplete de construcție stau în calea utilizării pe scară largă a acestei tehnologii. Pentru a depăși aceste obstacole, Fraunhofer IWU dezvoltă în cadrul proiectului actual EWAM (Construcția eficientă a uneltelor cu fabricație aditivă) o proiectare automată a temperării bazată pe scripturi.
Mai puțin efort manual și un timp de dezvoltare redus pentru unealtă ar trebui să conducă la o creștere semnificativă a eficienței. Obiectivul este un plug-in software pentru construcția automată a sistemelor de temperare aditive, ținând cont de cerințele fabricației aditive, precum și de rezultatele analizelor termice, de flux și de încărcare. Pentru ca plug-in-ul să poată fi distribuit rapid după lansarea pe piață, acesta va fi creat într-un limbaj de programare universal și va fi compatibil cu diferite programe CAD 3D.
Aplicarea procedurii de fuzionare a pulberii cu laser, o geometrie optimizată a uneltei, care ia în considerare sarcinile reale de proces, precum și o răcire inteligentă a uneltei oferă un adevărat avantaj pentru constructorii de unelte de dimensiuni medii. Fraunhofer IWU s-a angajat să stabilească noi standarde pentru soluții rapide, eficiente din punct de vedere al resurselor și de înaltă calitate în domeniul uneltelor.
Stand comun al EFB la Blechexpo în hala 5
Contact:
