Флагманский проект Fraunhofer Future AM стартовал в ноябре 2017 года. С этой целью шесть институтов Фраунгофера собрались вместе, чтобы рассмотреть целостный взгляд на цифровую и физическую добавленную стоимость от ввода заказа до готового металлического 3D-печатного компонента и окунуться в новое поколение технологий в аддитивном производстве., В этом проекте участвуют следующие институты Фраунгофера:
- Фраунгоферский институт лазерных технологий ILT, Аахен (координация проекта)
- Фраунгоферовский институт технологий аддитивного производства IAPT, Гамбург
- Институт технологий производства и прикладных материалов им. Фраунгофера IFAM, Бремен
- Институт исследований компьютерной графики Фраунгофера, Дармштадт
- Фраунгоферовский институт материаловедения и лучевой технологии IWS, Дрезден
- Фраунгоферовский институт станков и технологии формовки IWU, Хемниц
Картинная галерея
3D металлическая печать становится прозрачной
Виртуальная лаборатория, которая является результатом тесного сотрудничества между институтами, играет важную роль в Future AM. В будущем Виртуальная лаборатория будет в цифровой форме связывать все области и институты в области производства металлических добавок (Metal AM) через сеть и базу данных. Фриц Ланге из Fraunhofer IAPT объясняет: «Институты будут использовать виртуальную лабораторию для обработки и понимания распределенного производства». Планы включают закрытое цифровое картирование компетенций и оборудования всех участвующих институтов.
Встреча пользователей облегченной конструкции
Легкая конструкция экономит ресурсы и вес и больше не играет важной роли в автомобильной промышленности. Совещание пользователей облегченной конструкции объясняет, как конструкции становятся легкими, но в то же время устойчивыми, и какие преимущества они приносят.
Больше информации
Виртуальная лаборатория делает весь процесс AM прозрачным и отражает его в цифровом виде: цифровые близнецы позволяют участникам проекта моделировать и моделировать процессы с целью оптимизации реальных систем во всех областях. Виртуальная лаборатория готова к использованию и уже оценивается с помощью так называемых фиктивных данных. Участвующие институты в настоящее время подключаются к виртуальной лаборатории через свою базу данных, чтобы она могла вскоре начать работу. Эксперты Fraunhofer продемонстрируют, что он будет делать и как он будет работать на Formnext, который пройдет с 19 по 22 ноября 2019 года во Франкфурте-на-Майне.
Какие материалы можно обрабатывать аддитивно?
Это включает, например, Институт Фраунгофера материаловедения и лучевой технологии IWS из Дрездена, который присматривает за частью материалов. Основное внимание уделяется расширению ассортимента материалов, которые можно использовать с аддитивной обработкой, а также многокомпонентной конструкции: здесь компонент, изготовленный из различных материалов, создается с использованием лазерной облицовки (LMD) без необходимости последующих процессов соединения. «Этот процесс значительно ускоряет разработку материалов», - говорит ученый IWS Михаэль Мюллер. «В рамках совместного проекта мы изучаем, какие материалы можно комбинировать друг с другом и какие проблемы возникают». В настоящее время ученые из Дрездена изучают, как, например, многокомпонентный компонент может быть изготовлен из различных суперсплавов. При соединении двух материалов особенно важно проанализировать переходную зону между материалами. Тем временем исследователи оптимизировали материальный переход сплава Inconel 718 в Merl 72, чтобы минимизировать такие проблемы, как образование трещин или охрупчивание.
Производство добавок
3D печать с аморфными металлами
Новые масштабируемые металлические AM-процессы и системы являются предметом Института лазерных технологий им. Фраунгофера ILT: компания из Аахена преуспела в переходе от покрытия к реальному аддитивному производству в экстремальных высокоскоростных лазерных оболочках (EHLA). Вместе с промышленными партнерами они разработали систему 3D EHLA. Затем строительная платформа очень быстро перемещается в параллельной кинематике с помощью трех линейных приводов со стационарной лазерной обрабатывающей головкой.
Для Laser Fusion Bed Fusion (LPBF) была разработана оптическая система, которая используется в первом прототипе. Прототип имеет пространство сборки 1000 мм х 800 мм х 500 мм. Это означает, что даже крупные металлические компоненты могут быть изготовлены аддитивно до десяти раз быстрее, чем традиционные системы LPBF. Программная модель также контролирует подвод энергии, когда порошкообразный материал переплавляется. Кристиан Тенброк, научный сотрудник Fraunhofer ILT и координатор проекта Future-AM: «Параметры процесса могут быть установлены индивидуально для каждого отдельного следа плавления, чтобы повысить как качество компонентов, так и скорость строительства».
Автоматическая постобработка снижает стоимость процесса
При использовании 3D-печати на металле усилия по ручной последующей обработке по-прежнему особенно высоки - на нее приходится до 70 процентов общих затрат на обработку. Д-р Инес Дани из Fraunhofer IWU объясняет проблему: «Последующие этапы обработки еще не были автоматизированы из-за различных геометрий, среди прочего. Это скоро изменится ». Fraunhofer IWU разрабатывает различные автономно работающие технологические модули для отдельных процессов. Робот берет на себя обработку заготовки и последующую обработку.
Подсказка к книге
В книге «Аддитивное производство» описаны основы и практико-ориентированные методы использования аддитивного производства в промышленности. Книга предназначена для дизайнеров и разработчиков, чтобы поддержать успешное внедрение аддитивных процессов в своих компаниях.
Бионический рычаг, сделанный на машине LPBF
На Formnext 2019 Институты Фраунгофера представят свои предыдущие разработки в рамках проекта Future-AM. Например, бионический рычаг показан в качестве примера большого изготовленного с добавками компонента, который был изготовлен с помощью специально разработанной машины LPBF. Турбинная лопатка из нескольких материалов и сопло ракеты с вихревыми инжекторами - это дальнейшие инновации в промышленности, завоеванной AM. Также показаны демонстрация программного обеспечения Виртуальной лаборатории и модель системы для автоматизации ранее ручной и, следовательно, длительной постобработки.