Konstrukce | 1. 7. 2019

Advanced manufacturing od společnosti GF Machining Solutions

Součástí portfolia společnosti GF Machining Solutions jsou pokročilá výrobní řešení, která zahrnují aditivní výrobu, laserové texturování a laserové mikroobrábění.

Společnost GF Machining Solutions je předním světovým dodavatelem strojů, řešení pro automatizaci a souvisejících služeb, zejména pro výrobce forem a nástrojů a dodavatele přesných dílů. Společnost je známa především svou širokou nabídkou elektroerozivních obráběcích strojů, vysokorychlostních a vysokovýkonných obráběcích center a souvisejících automatizačních řešení. K jejím prioritám patří vývoj nových aplikačních řešení, technologií, produktů a služeb. V centru pozornosti proto stojí také vývoj a výroba tzv. pokročilých výrobních řešení (advanced manufacturing), které zahrnují systémy pro aditivní výrobu kovových dílů, 3D laserové stroje pro povrchové texturování a průmyslovou platformu pro ultrarychlé laserové mikroobrábění.

Aditivní výroba kovových dílů
3D tisk kovových dílů je bezesporu technologií budoucnosti. Přináší například rychlou a hospodárnou kusovou a malosériovou výrobu či nové konstrukční možnosti. Ve spolupráci společností 3D Systems a GF Machining Solutions byl proto vyvinut výrobní systém DMP Factory 500, jehož cílem je revoluce v kovovýrobě směřující k zefektivnění aditivní technologie a jejímu zpřístupnění širšímu okruhu uživatelů. Systém nabízí jednoduché postupy přesné výroby komplexních kovových dílů z jediného kusu o rozměrech až 500 × 500 × 500 mm, a to s nízkými celkovými provozními náklady.

DMP Factory 500 je konfigurovatelné řešení, které využívá pět funkčních modulů:

  • modul tiskárny (Printer Module, PTM) – splňuje vysoké nároky výroby v režimu 24/7 a zajišťuje maximální provozuschopnost a výkon tiskárny;
  • odnímatelný tiskový modul (Removable Print Module, RPM) – zapouzdřený modul pro dopravu prášku a obrobků mezi tiskárnou a práškovým a transportním modulem. Je opatřen vakuovou komorou zajišťující nejnižší možnou koncentraci O2, a tedy maximální kvalitu kovových dílů zhotovených 3D tiskem. Modul eliminuje plýtvání práškem, protože vakuová komora zaručuje trvale vysokou kvalitu materiálu a umožňuje tak jeho opakované použití;
  • práškový modul (Powder Management Module, PMM) – slouží k účinnému odstraňování prášku z platformy, automaticky recykluje nepoužitý práškový materiál a připravuje modul RPM na další výrobní cyklus;
  • transportní modul (Transport Module, TRM) – zajišťuje efektivní pohyb modulů RPM mezi tiskárnou a práškovým modulem, čímž zrychluje výrobu;
  • parkovací modul (Parking Module, PAM) – slouží k přechodnému uchovávání modulů RPM v inertním prostředí, aby byly připraveny na další výrobní postup (další modul RPM tak může být plně připraven pro následnou tiskovou úlohu, zatímco modul PTM dokončuje předchozí úlohu).

Modulární provedení systému DMP Factory 500 umožňuje nepřetržitý chod všech modulů pro 3D tisk a dodávku prášku, výsledkem je maximální produktivita výrobního zařízení. Díky možnosti vytvořit si řešení na míru tak, aby počet a typ modulů odpovídal potřebám výrobního procesu, může výrobce maximalizovat využití investice a zároveň díky integrované automatice minimalizovat ruční procesy a snížit tak celkové provozní náklady.
Menší alternativou k uvedenému řešení je výkonný aditivní výrobní systém DMP Flex 350. Díky maximálním rozměrům produktu 275 × 275 × 380 mm generuje méně odpadu, výrazně urychluje výrobu, zkracuje dobu přípravy a umožňuje vyrábět kovové díly s vysokou materiálovou hustotou a vynikajícími mechanickými vlastnostmi. Zařízení lze rozšířit na řešení DMP Factory 350.
Hlavní prioritou nového řešení je automatizace výrobního procesu a soustředění aditivní technologie do jediného komplexního výrobního řetězce s cílem snížení nákladů na 3D tisk. Společnost GF Machining Solutions proto podala na tento nový koncept patentovou přihlášku.

Laserové texturování
V souladu s vizí inteligentní továrny budoucnosti společnost GF Machining Solutions vyvíjí a dodává technologie laserového texturování určené ke každodennímu nasazení ve výrobě. Laserové texturování plně nahrazuje dřívější chemické výrobní postupy a na rozdíl od nich vnáší do obrobku geometricky přesně definovanou strukturu povrchu, což zajišťuje 100% opakovatelnost výroby. Texturovací stroje jsou příkladem univerzálního řešení, neboť díky softwarovému vybavení je možné s nimi kromě texturování realizovat také například operace gravírování nebo značení. Technologie laserového texturování přináší uživatelům široké možnosti inovací, rychlejší uvádění výrobků na trh a oproti chemickému obrábění značně snižuje dopad výroby na životní prostředí. K hlavním oblastem aplikací patří výroba forem pro automobilový, zdravotnický, spotřební či obalový průmysl.
V současnosti společnost GF Machining Solutions nabízí dvě řady laserových texturovacích strojů – LASER P, která byla uvedena na trh v roce 2009, a horkou novinku – LASER S, která byla představena v březnu letošního roku (2019).
Řada LASER S zastoupená stroji LASER S 1000 U a LASER S 1200 U představuje vysoce efektivní a plně digitální řešení, které otevírá další nové možnosti v oblasti designu a texturování. Výrobci mohou aplikovat inovativní textury na komplexní 3D tvary při současném řízení kvality a jednotkových nákladů na součást a zkracovat tak dobu realizace a dobu obrábění. Stroje jsou vybaveny unikátní laserovou hlavou se dvěma nanolaserovými zdroji, které umožňují optimalizovat výkon zdroje. Realizace obráběcích operací může být až o 40 % rychlejší než dosud. Nové laserové stroje představují řešení „vše v jednom“, neboť umožňují laserové dělení, tryskání, gravírování, obrábění, texturování a značení, což uživatelům přináší značnou flexibilitu.

Laserové mikroobrábění
Miniaturizace a přesnost patří k současným trendům v mnoha průmyslových odvětvích. Společnost GF Machining Solutions na ně zareagovala nabídkou řady laserových mikroobráběcích platforem, které uspokojují rostoucí potřebu výroby menších a inteligentnějších součástí pro produkci dnešních špičkových výrobků. Laserové mikroobrábění je ideální technologií například v oblasti výroby lékařských přístrojů nebo v automobilovém průmyslu, kde se využívá na výrobu přesných mikrootvorů pro nové generace vstřikovačů paliva splňujících stále přísnější emisní předpisy, či v hodinářském průmyslu, kde umožňuje výrobu miniaturních dílů s nižšími náklady a zkrácení obráběcích cyklů. Mikroobrábění prostřednictvím ultrarychlého laseru poskytuje oproti tradičním řešením výhody spočívající v rychlosti, přesnosti a kvalitě.
Nové pětiosé výrobní zařízení Microlution ML-5 představuje přední průmyslovou platformu pro ultrarychlé laserové mikroobrábění, která kombinuje výjimečné možnosti podávání součástí, ovládání pohybu a polohovou zpětnou vazbu v reálném čase. Výsledkem je výroba dokonalých mikrootvorů nebo jiných tvarů během několika sekund. Femtosekundový laser umožňuje obrábět širokou škálu materiálů, přičemž odpadá opotřebení nástrojů i tepelně ovlivněná zóna. To umožňuje vysokou kvalitu povrchu a hrany. Vysoká opakovatelnost a přesnost pod ± 1 µm umožňuje finální výrobu dílů v jediné operaci. Pomocí laserového stroje ML-5 je možné vytvářet jedinečné tvary, jako jsou záporné kuželové otvory, otvory, jejichž průřez se plynule mění (například z kruhu na elipsu), hvězdicové a další tvary, které nelze vyrobit na mechanickém stroji.


www.gfms.com/cz