Katmanlı üretim, özellikle Lazer Toz Yatak Füzyonu (LPBF) yöntemi, büyük tasarım özgürlüğü sayesinde alet yapımında yeni yollar açmaktadır. Fraunhofer IWU, bu potansiyeli 'AdTopoTool' ve 'EWAM' adlı iki araştırma projesi ile keşfetmektedir. Amaç, sac sıcak şekillendirme ve enjeksiyon kalıplama için daha verimli aletler geliştirmek ve daha hızlı üretmektir. Bu, bu tür aletlerle daha kısa sürede üretilen parçaların kalitesine de fayda sağlamaktadır.
AdTopoTool: alette verimli malzeme dağılımı, ağırlığı yaklaşık %30 oranında azaltmaktadır.
Birçok alet yapım işletmesinde hala geleneksel üretim yöntemleri ve deneyime dayalı tasarımlar kullanılmaktadır. Bu genellikle geometrik kısıtlamalar ve çok yüksek alet ağırlıkları ile ilişkilidir.
Sonuç olarak, üretim süreleri ve parça kalitesi genellikle yetersiz sıcaklık yönetiminden etkilenmektedir. AdTopoTool araştırma projesinde, proje ortakları Fraunhofer IWU, Werkzeugbau Winkelmühle GmbH ve H+E Produktentwicklung GmbH, topoloji ve soğutma kanalı optimize edilmiş geometrilere sahip katmanlı üretilmiş aletlerin önemli bir değer sunduğunu kanıtlamıştır - yüksek termomekanik dayanıklılık ve aletin sıcaklık yönetimi gereksinimlerine rağmen. Topoloji optimizasyonu, akıllı malzeme dağılımı veya soğutma kanallarının geliştirilmiş geometrik tasarımı ile aleti aynı anda minimum ağırlık ve maksimum sertlik için tasarlamak anlamına gelmektedir.
Enjeksiyon kalıplama ve pres sertleştirme üretim süreçleri örneğinde, termal olarak yüksek yüklemelere maruz kalan aletlerin yükleme ve yapı davranışını güvenilir bir şekilde tahmin etmek için bir sayısal yöntem geliştirilmiştir. Bu yöntem, enjeksiyon kalıplama ve pres sertleştirme için bir gösterim aletinin soğutma kanallarının topoloji optimizasyonu ve tasarımında kullanılmıştır.
Araştırmacılar ayrıca optimize edilmiş ve katmanlı üretilmiş alet geometrilerini laboratuvar ölçeğinde doğrulamışlardır. Sonuç: Enjeksiyon kalıbı aletinin ağırlığında yaklaşık %34 ve pres sertleştirme aleti segmentinin ağırlığında yaklaşık %28 oranında bir azaltma sağlanmıştır; bu, form stabilitesi gereksinimlerini etkilemeden gerçekleştirilmiştir.
Daha verimli sıcaklık kontrol sistemleri sayesinde, enjeksiyon kalıplama parçalarının döngü süreleri %60 oranında ve pres sertleştirilmiş parçaların ısıl işlemleri neredeyse yarı yarıya kısaltılabilir. Bu süreçte, bazı durumlarda nihai ürünlerin kalitesi ve ölçü tutarlılığı bile artırılabilir.
EWAM: katmanlı üretilmiş aletler için otomatik sıcaklık kontrol kanalı tasarımı
Katmanlı üretimle ilgili eksik deneyim, sıcaklık kontrol sistemlerinin karmaşık tasarımı ve eksik yapılandırma yönergeleri, bu teknolojinin geniş bir şekilde kullanılmasının önünde engel teşkil etmektedir. Bu engelleri aşmak için Fraunhofer IWU, mevcut EWAM (Katmanlı Üretim ile Verimli Alet Yapımı) projesinde, betik tabanlı otomatik sıcaklık kontrol tasarımı geliştirmektedir.
Daha az manuel çaba ve alet için kısaltılmış geliştirme süresi, belirgin bir verimlilik artışına yol açmalıdır. Amaç, katmanlı üretim gereksinimlerini ve termal, akışkan dinamiği ve yükleme analizlerinin sonuçlarını dikkate alarak katmanlı sıcaklık kontrol sistemlerinin otomatik tasarımı için bir yazılım eklentisi oluşturmaktır. Eklentinin piyasa lansmanından sonra hızlı bir şekilde yayılabilmesi için evrensel bir programlama dilinde oluşturulacak ve çeşitli 3D-CAD programlarıyla uyumlu olacaktır.
Lazer Toz Yatak Füzyonu yönteminin uygulanması, optimize edilmiş bir alet geometrisi, gerçek işlem yüklemelerini dikkate alması ve akıllı alet soğutması, orta ölçekli alet üreticileri için gerçek bir değer yaratmaktadır. Fraunhofer IWU, hızlı bir şekilde uygulanabilir, kaynak verimliliği yüksek ve kaliteli alet çözümleri için yeni standartlar belirlemeyi hedeflemektedir.
EFB'nin Blechexpo'daki ortak standı, Salon 5
İletişim:
