При строительстве больших кораблей корпуса морских редукторов отливаются как уникальные детали из стали. Поэтому для литья требуются формы, специально изготовленные для этого. Теперь исследовательские институты и компании Нижней Саксонии хотят совместно разработать 3D-принтер, который будет производить эти стальные компоненты весом в несколько тонн в будущем.
Три тонны стали сэкономлено
Основным преимуществом аддитивного производства является эффективность использования ресурсов: если компоненты печатаются вместо отливки, отдельные формы больше не требуются. Вес отдельных деталей также может быть уменьшен, поскольку при печати возможны другие конструкции, чем при отливке. Например, могут быть введены полости или сотовые структуры. Следовательно, стальной редуктор от 3D-принтера должен весить не более 10 тонн - в случае литья он достигнет веса 13 тонн.
расходы
Когда стоит использовать 3D-печать?
3D-принтеры размером с грузовые контейнеры
Огромная камера давления необходима для изготовления тяжелых корпусных частей коробки передач. Внутренняя часть 3D-принтера, которую исследовательские институты и компании из Нижней Саксонии хотят развивать вместе, должна быть длиной шесть метров, шириной три метра и высотой полтора метра. Это делает принтер почти таким же большим, как грузовой контейнер.
При печати деталей из стального корпуса исследователи Laser Zentrum Hannover eV (LZH) полагаются на дуговую сварку с помощью лазера. В этом процессе аддитивного производства стальная проволока плавится и сваривается слой за слоем. Целью исследования является применение до пяти килограммов стали в час.
Давление постоянно контролируется
Чтобы гарантировать качество компонентов, инженеры Института интегрированного производства Ганновер (IPH) gGmbH разрабатывают встроенную измерительную технологию. Это позволяет распознавать и исправлять ошибки во время печати. Для этого процесс печати постоянно контролируется и, при необходимости, параметры печати автоматически корректируются в процессе. Например, если на одном этапе было применено слишком много материала, на следующем этапе может быть применено меньше материала или наоборот.
Поскольку часть материала еще остается горячей во время печати, а часть уже остыла, деформация материала может привести к деформации при ее остывании. «Это препятствие, которое мы хотим преодолеть», - говорит Аке Криволл, который вместе с инженером проекта Домиником Мельхером занимается разработкой технологии измерений на IPH.
Компании и исследовательские институты, занимающиеся 3D принтером XXL:
- Reintjes JES GmbH (руководитель исследовательского проекта): производитель судового оборудования
- Институт Интегрированного Производства Ганновер (IPH) gGmbH: Мониторинг качества с технологией встроенных измерений
- Eilhauer Maschinenbau GmbH: Строительство завода 3D-принтера XXL
- Laser Zentrum Hannover eV (LZH): дуговая сварка с помощью лазера
- Tewiss - Technik und Wissen GmbH: Конструкция и управление печатающей головкой
Федеральное министерство экономики и энергетики (BMWi) финансирует проект «Энерго- и ресурсосберегающее производство крупногабаритных изделий путем аддитивного производства на примере корпусов морских редукторов (3D-печать XXL)». Проект продлится до конца 2021 года.
Подсказка для семинара
Семинар по 3D-печати в прямом цифровом производстве рассказывает о технологиях, пригодности и требованиях к 3D-печати и дает участникам обзор развития, возможностей и ограничений.