Premiéra: Concept Laser představuje dosud největší díl vyrobený generativní metodou

Tabulka 1: Porovnávací hodnoty velkých formátů versus střední formát

Tabulka 1: Porovnávací hodnoty pro systém velkého formátu vs. středního formátu

Největší, generativně vyrobená součást: převodovka z hliníku (rozměry: x: 474mm; y: 367mm; z: 480mm – bez výšky stavební desky) vzniká s rychlostí vrstvení > 50cm³/h z prášku. (Foto: Concept Laser GmbH) / Největší díl vyrobený pomocí aditivní výroby: převodovka z hliníku (rozměry: x: 474mm; y: 367mm; z: 480mm – bez výšky stavební platformy) je konstruována z prášku při rychlostech > 50cm³/h. (Fotografie: Concept Laser GmbH)

Dr. Florian Bechmann, vedoucí vývoje ve společnosti Concept Laser: „Oddělení mezi pracovním prostorem a manipulačním prostorem je charakteristické pro Concept Laser a je důležité z hlediska bezpečnosti a kvality. Toto je také zásadní vlastnost modelu X line 1000R.“ (Foto: Concept Laser GmbH) / Dr. Florian Bechmann, vedoucí vývoje ve společnosti Concept Laser: „Oddělení procesu a manipulační oblasti je charakteristické pro Concept Laser a je důležité z hlediska bezpečnosti a kvality. Toto je také základní vlastnost modelu X line 1000R.“ (Foto: Concept Laser GmbH)

Dr. Florian Bechmann, vedoucí vývoje ve společnosti Concept Laser: „Oddělení procesu a manipulačního prostoru je charakteristické pro Concept Laser a je důležité z hlediska bezpečnosti a kvality. Tato vlastnost je také zásadní u modelu X line 1000R.“ (Foto: Concept Laser GmbH) / Dr. Florian Bechmann, vedoucí vývoje ve společnosti Concept Laser: „Oddělení procesu a manipulačního prostoru je charakteristické pro Concept Laser a je důležité z hlediska bezpečnosti a kvality. Tato vlastnost je také zásadní u modelu X line 1000R.“ (Foto: Concept Laser GmbH)

Velká zařízení X line 1000R pro zpracování reaktivních materiálů v uzavřeném systému s automatickým dopravníkem prášku a důsledným oddělením procesu a manipulačního prostoru (foto: Concept Laser GmbH) / X line 1000R – velký systém pro zpracování reaktivních materiálů v uzavřeném systému s automatickým dopravníkem prášku a důsledným oddělením komory procesu a manipulačního prostoru (foto: Concept Laser GmbH)

Metody aditivní nebo generativní výroby právě revolučně mění myšlení vývojových inženýrů a vzbuzují nové touhy. Takže 3D díly ve velkém formátu jsou v módě. Velké zařízení X line 1000R, vyvinuté ve spolupráci s Fraunhoferovým ústavem pro laserovou techniku (ILT) v Aachenu, se ukazuje jako správný krok ve vývoji do nových rozměrů průmyslového 3D tisku s kovy. Jádrem zařízení je optika vyvinutá ILT s laserem o výkonu 1000 wattů. Skok od třídy 400 wattů do této nové dimenze představuje kvantový skok z hlediska možných velikostí dílů a rychlosti stavby. Po úspěšném beta- vývojovém období nyní Concept Laser představuje sériový model X line 1000R s největším dostupným pracovním prostorem na trhu (630 x 400 x 500 mm).

Zařízení X line 1000R bylo vyvinuto pro beznástrojovou výrobu velkých funkčních dílů a technických prototypů s identickými vlastnostmi materiálu, jako jsou v sériové výrobě. Srdcem X line 1000R je vysoce výkonný laser v kilowattovém rozsahu, který umožňuje významné zvýšení produktivity ve srovnání s běžnými laserovými tavícími zařízeními na trhu.

Výrobní rychlost výrazně roste

Zařízení X line 1000R je především určeno pro automobilový průmysl a letecký a kosmický průmysl. Zařízení se ukazuje jako velmi kompatibilní s různými materiály: zatímco v automobilovém průmyslu jsou to především hliníkové díly pro lehkou konstrukci, letectví a kosmonautika se zaměřují na vysoce výkonné materiály jako titan. Možné rychlosti stavby jsou pro obě odvětví velmi žádané z hlediska nákladů: zatímco průměrná rychlost zařízení obvykle činí 10-15 cm³/h, X line 1000R dosahuje až 65 cm³/h (což představuje nárůst až o 650 %). Díky patentovaným modulům řízení kvality, jako jsou QMcoating nebo QMmeltpool od Concept Laser, zůstává kvalita dílů plně zachována i při vysoce dynamickém procesu.

Dokončení beta- vývojové fáze

Po prezentaci prototypu na Euromold 2012 se zaměřili vývojáři Concept Laser na vývoj přizpůsobených strojů a řídicí techniky, zatímco v roce 2013 se více soustředili na samotný výrobní proces a kvalifikaci materiálů. Dr. Florian Bechmann, vedoucí vývoje v Concept Laser: „Optimalizace parametrů procesu a intenzivní kvalifikace materiálů byly v beta-fázi na programu, aby byla X line 1000R uvedena do sériové výroby.“ To zahrnovalo vyvážené temperování výrobního prostoru, aby se zabránilo deformacím u „příliš velkých“ dílů. Maximální délka dílu, kterou Concept Laser uvádí, je 740 mm.

Prezentace největšího dílu – první reference ukazují konstrukční možnosti

Rozměry hřídelového dílu z hliníku jsou působivé: 474 x 367 x 480 mm (bez zohlednění výšky konstrukční desky). Jedná se o dosud největší kovový díl vyrobený metodou laserového tavení v práškovém loži. „V případě hybridní konstrukce vznikají geometrie, které mírně přesahují rozměry „holého“ výrobního prostoru a mohou dosáhnout výšky až 540 mm,“ říká Dr. Florian Bechmann. Série X line 1000R umožňuje významné zvýšení rychlosti stavby, zlepšení kvality povrchu, vysokou reprodukovatelnost a spolehlivost zařízení díky odpovídajícímu monitorování procesu, stejně jako kvalifikaci široké škály práškových materiálů pro různé aplikace.

Nové aplikace vznikají v hlavách automobilového průmyslu

V současné době je pro uživatele v XXL třídě z automobilového průmyslu velmi žádané použití hliníkových slitin (AL). Tento materiál je vzhledem k lehké konstrukci v automobilovém vývoji atraktivní. Cílem je mimo jiné nahradit nákladné pískové a tlakové lití v raných fázích vývoje. Navíc laserové tavení umožňuje vytvářet lehké konstrukce s vysokou tuhostí, které umožňují geometrie optimalizované z hlediska hmotnosti, téměř bez konstrukčních omezení.

Letectví a kosmonautika jako hnací síla vývoje

Na obzoru se objevuje zvýšená poptávka po aplikacích z titanu a niklových slitin. Tyto materiálové třídy jsou zvláště zajímavé pro extrémní požadavky v letectví a kosmonautice. X line 1000R proto disponuje uzavřeným systémem pro bezpečné řízení procesu a práškování podle přísných směrnic ATEX. „Z hlediska bezpečnosti a kvality je důležité oddělení výrobního a manipulačního prostoru, což je typické pro Concept Laser, a i u X line 1000R je to klíčová vlastnost,“ komentuje Dr. Florian Bechmann. Nové aplikace vznikají právě v hlavách vývojových inženýrů. Kromě dílů pro poháněcí techniku jsou to zkušební vzorky pro kosmický průmysl a turbínové díly pro energetiku nebo letectví. Zajímavé je, že laserové tavení lze využít i k opravám turbínových lopatek: opotřebovanou turbínovou lopatku lze opravit laserovým tavením. Díky tomu může stále dobrý díl turbíny vstoupit do nového životního cyklu rychle a levně.