Адитивна обработка от Хермле при свръхзвукова скорост

Новият обработващ център MPA 42 е мощен и прецизен, но не се продава! Когато става въпрос за адитивно производство, Hermle работи като доставчик на услугата. Производителите на пластмасови детали искат кратки времена на цикъла и висококачествени детайли - Hermle знае това и също знае как да го предостави.

Това, което се случва с новия Hermle MPA 42, в началото изглежда парадокс: детайлите се изваждат от металообработващата машина със значително по-голям обем отколкото са влезли вътре. Името „MPA“ показва как се постига този подвиг: Metal-Powder-Application е процес, разработен от Hermle преди около седем години.

Новият MPA 42 работи в помещенията на Hermle Maschinenbau GmbH (HMG) в гр. Отобрун от 2009г. Изцяло притежаваното дъщерно дружество на Maschinenfabrik Berthold Hermle AG работи от своя баварски клон, развивайки се през годините като доставчик на услуги за производство на детайли чрез адитивен метод. Управляващият директор Рудолф Дернтл отваря вратите на звукоизолиращия корпус на MPA 42, в който се намира силно модифициран 5-осен обработващ център от тип C 42 U. До шпиндела в работната зона се намира дюза, но тя не е за охлаждане или смазване. „Дюзата на Лавал ускорява металния гранулат и го нанася директно върху металната заготовка“, обяснява Дернтл.

Комбинирани материали за инструментални форми

Медта разсейва топлината много по-бързо от инструменталните стомани. Поради тази причина материалите, в които стоманата се комбинира с мед, имат решаващо предимство при изграждането на инструментални форми: „Ние нанасяме мед върху онези части на инструмента, където няма място за охлаждащи канали. В процеса на шприцоване, медното ядро ​​разсейва топлината до най-близкия охлаждащ канал много по-бързо от стоманата. Това не само спестява ценни секунди време за охлаждане, но и подобрява качеството на повърхността на пластмасовите детайли „, казва Дернтл.

В допълнение към ефективното охлаждане, MPA процесът е подходящ и за други уникални приложения. С много от нанасяните материали се постига много плътен слой, който след това може да бъде полиран без никакъв проблем.

С MPA процеса могат да бъдат вградени също така и функционални елементи като нагревателни проводници или сензори за наблюдение на температурата на кухината и по този начин да бъдат интегрирани в инструмента.

Hermle знае кои комбинации от материали имат смисъл, как да се интегрират охлаждащи канали и функционални елементи с най-добри резултати и как да се проектират монолитни форми. „Ние не продаваме машини, а ноу-хау“, заявява управляващият директор. Екипът от гр.Ottobrunn съветва дизайнерите на инструменти, надгражда върху 3D модели и използва охлаждащи канали, функционални елементи или комбинации от много материали, за да оптимизира детайлите. Ние тързим намаляване на цикъла и подобрени качества на детайлите, които трудно биха могли да бъдат постигнати с помощта на други технологии,“ казва Дернтл.

Софтуер за нанасяне и фрезоване

Приложните инженери генерират програмата, използвайки техния собствен CAM софтуер. Той определя не само пътя на инструмента, но и количествата гранулат, температурите и редуването между нанасяне на материал и фрезоване. „Тъй като никой производител на CAD/CAM системи не успя да програмира този редуващ се процес - фрезоване, изграждане, фрезоване - ние написахме собствен софтуер. Като допълнителна полза, сега можем незабавно да удовлетворим специални заявки от клиенти“, казва управляващият директор. Експертите седят точно в съседната стая.

Сега топлината идва

Преди да започне процеса, частта се загрява до приблизително 300 градуса по Целзий. Въпреки че процесът не включва заваряване, той изисква високи температури: Субстратът и металният прах трябва да се нагреят за по-добри свойства на опън. Парата осигурява енергията за ускоряване. Тъй като и двата компонента преминават през дюзата, материалът достига свръхзвукова скорост, от която се нуждае процесът. За да поддържа температурата постоянна по време на обработката, MPA 42 продължава да загрява детайла, до последната стружка. „По този начин предотвратяваме температурните разширения, причиняващи напрежение, спукване или изкривяване“, пояснява Рудолф Дернтл.

Полагането и отстраняването на материала се редуват по време на производствения процес. След нанасяне на гранулата, детайли като тънки ребра се фрезоват в новия детайл, охлаждащите канали се пълнят с водоразтворим материал и се затварят със слой от стомана чрез MPA процес. „По-късно премахваме пълнителя на водна баня, и получаваме желаните кухини“, обяснява Мюлер. Скоростта на натрупване е от 200 до 400 куб. см. на час, а с мед около 1000 куб. см.