Additív eljárásokkal gyártott alkatrészek tisztítása

Új tisztítórendszerrel végzi a vizsgálatokat a Fraunhofer IGCV a MULTIMATERIAL-Zentrum Augsburg kutatási projekt keretében

2021. szeptember 30., csütörtök, 06:00

Címkék: additív gyártás alkatrésztisztítás felület felülettisztítás Fraunhofer IPA oldószeres tisztítás rolatast tisztítástechnológia ultrahangos tisztítás

Az öntészeti, kompozit- és megmunkálási eljárásokat kutató Fraunhofer Institute IGCV elsősorban a tervezési, gyártási és többanyagos alkalmazásokhoz kapcsolódó kutatásokat végez. Ez utóbbiakat a „MULTIMATERIAL-Zentrum Augsburg” nagyprojekt keretein belül végzik, ami Németország egyik legnagyobb additív gyártással kapcsolatos projektje.

A vizsgált additív gyártási folyamatok fókuszában a lézeres olvasztás, a hidegpermetezés, valamint a huzalos közvetlen energia lerakás (DED) áll. A Bajor Állami Gazdasági, Regionális Fejlesztési és Energiaügyi Minisztérium által finanszírozott projekt tíz technológiai projektre oszlik, amelyek a fémes mechatronikai alkatrészek additív gyártásával foglalkoznak a termék- és folyamatfejlesztés, az utómunkák, valamint az üzemtervezés keretein belül. Az egyik ilyen alprojekt a MULTIREIN, amely az alkatrészek vagy folyamatok minőségének biztosítására szolgáló megoldásokat kutatja adaptált elemző, megfigyelő és tisztító eljárásokkal. Ehhez, valamint az additív gyártás és a műszaki tisztaság területén zajló egyéb kutatási projektekhez az LPW Riederichben egy tisztítórendszert épített ki, amelyet kifejezetten az augsburgi kutatócég rugalmas folyamataihoz terveztek.

A globális szinten növekvő piacnak számító „additív gyártás” (AM) minden iparág számára új kihívásokat jelent. A Fraunhofer IGCV az AM-folyamatok termelési láncokba történő automatizált integrálását vizsgálja. A műszaki tisztaság szempontjából a tisztítási eredmények eddig nem voltak kellően reprodukálhatók, és a gyakorlatban gyakran vezettek minőségi reklamációkhoz. A későbbi folyamatokra vonatkozó tisztasági határértékek vagy szabványok hiánya pedig megnehezíti a rendszertechnológia kiválasztását és paraméterezését.

Az LPW PowerJet a Fraunhofer IGCV műszaki központjában (Forrás: Fraunhofer IGCV)

Az automatizált tisztítási folyamatlánc megvalósítása

Az LPW és az augsburgi kutatóintézet a kutatási projektekben való együttműködésének köszönhetően a múltban már sok tapasztalat gyűlt össze az additív eljárással készült alkatrészek CNp-technológiával történő tisztításában. A tisztítástechnika riederichi (Baden-Württemberg) szakértői már számos additív folyamatban részt vettek, és saját K+F tevékenységeik mellett egy vállalatcsoportban hozzájárulnak az additív gyártás utómunkálatai átfogó koncepciójának kidolgozásához is.

Az LPW műszaki központjában az összetett AM-szerkezetekhez adaptált tisztítási eljárások előnyeit egy speciális tesztsorozatban mutatták ki, additív módon előállított mintaalkatrészekkel. Összehasonlítást végeztek elsősorban az automatizált, vibrációs alapú pormentesítés, a folyadékbázisú ultrahangos, illetve a CNp-eljárások, valamint ezek kombinációi között. Ezek közül a mosási mechanikát tekintve erős ultrahangos eljárás és a geometriától független CNp-technológia kombinációja garantált folyamatos és megismételhető tisztítási és öblítési eredményeket még a komplex geometriák esetében is. Összesen tizenkét esetben érték el így a legjobb eredményt a tesztsorozat során.

A tisztítástechnika számos kihívást jelent az additív gyártás kutatási területén. Az alkatrészek összetett és filigrán szerkezete különösen kritikus tényezőnek számít. A topológiai optimalizálásnak és a funkcionális integrációnak köszönhetően sok alkatrész jó funkcionalitással rendelkezik, de a bonyolult geometriák megnehezítik a tisztítást. A kis tételméretek azt is jelentik, hogy a folyamatokat nem lehet hosszú távra megtervezni és optimalizálni. Az additív gyártás mellett a Fraunhofer IGCV más témákat is kutat, például az újragyártást vagy az akkumulátorcellák gyártását. Éppen ezért a tisztítórendszereket a lehető legrugalmasabban kell kialakítani a mindennapi kutatásokhoz.

Az additív eljárásokkal gyártott alkatrészeket komplex szerkezetek jellemzik, ahogy a képen látható teszttesten is megfigyelhető (Forrás: Fraunhofer IGCV)

Az LPW által készített, megfelelő rendszerkonstrukció így néz ki:

Háromfokozatú kamrás tisztítórendszer a PowerJet 530 CNp sorozatból, kézi betöltéssel, két tisztító- és egy öblítőtartállyal. A tételméret 300 × 300 × 300 mm a kosárban vagy palettán érkező termékekhez. A tisztítórendszert ezenkívül kb. 5,5 bar nyomású öblítő és befecskendező egységgel, 10 W/l és 25 kHz-es ultrahangos tisztítással, illetve integrált CNp-tisztítással és -öblítéssel is felszerelték. A szárítás a kamrában történik, beépített forrólevegős vákuumszárítással. A kötelező távoli karbantartás mellett a rendszer OPCUA interfésszel is rendelkezik az adatátvitelhez és -cseréhez.

Rugalmas használat

A Fraunhofer IGCV tisztítórendszere nagyon eltérő feladatokat végez. Jelenleg a fémből készült, lézeres olvasztású alkatrészekkel és a műanyagból készült lézerszinterezett termékekkel kapcsolatos projektek vannak napirenden. A rendszert ezenkívül ipari projektekhez is használják, amelyek vevőspecifikus követelményeket támasztanak annak érdekében, hogy reális megoldásokat találjanak a gazdasági szereplők számára.

„Az előzetes és első tesztekben szerzett korábbi tapasztalatok azt mutatják, hogy a CNp-technológia komoly lehetőségeket rejt magában az összetett geometriák hatékony tisztításában – jelentette ki Timo Schießl, az Augsburgi Kutatóintézet tudományos munkatársa. – A modern tisztítási technológiának köszönhetően technikai központunkban már egy olyan rendszer van, amellyel még intenzívebben kutathatjuk a tisztítási folyamatláncokat.”

 „Évek óta intenzíven dolgozunk az új feladatokhoz és a változó gyártási paraméterekhez kapcsolódó rendszerek és a folyamatok fejlesztésén – tette hozzá Dirk Konzok, az LPW értékesítési igazgatója és cégvezetője. – A projekt tökéletesen illeszkedik a kompetenciánkhoz, és nagy örömmel tölt el az IGCV csapatával végzett aktív és alapos tapasztalatcsere.”

Gerhard Koblenzer

Az LPW Reinigungssysteme ügyvezető igazgatója

Timo Schießl, M. Sc.

Minőség és műszaki tisztaság

Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV

www.lpw-reinigungssysteme.de

www.igcv.fraunhofer.de

www.rolatast.hu

Megjelent a JOT 07/2021 magazinban

Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
ÉLELMISZER-BIZTONSÁG
Média Partnerek