Manufaktur Aditif Logam: Tren Canggih yang Membentuk Produksi Modern
Laser cladding head untuk WFL Millturns dipasang langsung ke dalam spindle B-axis mesin. Kredit foto: WFL Millturn Technologies.
Manufaktur aditif (AM), teknologi yang membangun komponen 3D lapis demi lapis, terus berkembang. Sebelumnya alat terutama untuk prototipe bagian dalam plastik, kini mulai mempengaruhi dunia desain dan produksi manufaktur dengan cara yang lebih signifikan dengan kemunculan pencetakan bagian logam. Singkatnya, teknik ini menawarkan keuntungan karena dapat menghasilkan desain kontur yang kompleks yang akan sulit, jika tidak mustahil, dibuat pada alat pemesinan konvensional (seperti saluran pendingin konformal di dalam injeksi mold). Desain bagian juga dapat disempurnakan untuk mengurangi berat sambil mempertahankan (atau meningkatkan) integritas struktural dengan menerapkan konsep seperti generative design.
Dikatakan demikian, AM adalah teknologi yang melengkapi pemesinan, tetapi tidak akan menggantinya. Menariknya, tidak ada cara yang lebih jelas untuk menekankan poin ini daripada melihat kejumlah yang meningkat dari pembuat alat mesin yang menambahkan aditif ke platform peralatan subtractive mereka.
Hampir semua bagian yang dibangun AM memerlukan beberapa operasi postprocessing. Ini mungkin mencakup milling, drilling, tapping atau pemutaran serta grinding atau polishing. Dengan menggabungkan aditif dan subtractive pada satu platform, work-in-process dapat dihilangkan serta peralatan modal yang diperlukan untuk menyelesaikan bagian yang ditumbuhkan aditif. Plus, AM dapat digunakan untuk menambahkan fitur kecil yang kompleks pada bagian besar yang diproses. Atau, untuk pekerjaan perbaikan, bahan dapat ditambahkan pada bagian yang aus yang kemudian dapat dipotong untuk kembali ke spesifikasi OEM.
Video di bawah menunjukkan jenis aplikasi ini. Misalnya, proses AM seperti laser cladding telah ditambahkan ke berbagai platform pemesinan, termasuk turn-mills dan mesin lima-sumbu. Video pendamping online menunjukkan contoh dari yang pertama: WFL M80X Millturn di mana laser head dipasang ke dalam spindle milling B-axis untuk menambahkan bahan pada komponen yang sangat besar. Laser hardening pada fitur tertentu juga dapat dilakukan.
Dalam kasus Mazak Integrex i-400SAM yang ditunjukkan menggunakan aditif untuk menambahkan fitur pada komponen feedscrew panjang, AM laser deposition head (tiga tersedia dengan diameter beam yang berbeda untuk model ini) tidak dipasang di spindle milling B-axis mesin. Sebaliknya, dipasang di unit pivoting yang khusus, dan laser head yang tidak digunakan disimpan di luar workzone, mirip dengan alat yang akan ada di carousel ATC machining center.
Video lain menunjukkan contoh pekerjaan perbaikan. Dalamnya, mesin lima-sumbu Tongtai AMH-630 menggunakan AM laser cladding head yang pas di spindle milling mesin untuk menyetorkan bahan Inconel 718 pada ujung yang aus dari daun turbin yang kemudian diproses, meninggalkan bentuk kontur yang ditentukan OEM.
Perangkat lunak untuk aplikasi hybrid ini juga terus berkembang, seperti halnya hardware. Ini ditunjukkan dalam video yang menunjukkan produksi Inconel 625 blisk menggunakan perangkat lunak Autodesk Fusion 360 dan PowerMill pada mesin hybrid Mazak Variaxis J-600/5XAM menggunakan alat carbide solid dan ceramic dari Seco Tools. Daripada memulai dengan billet besar bahan yang akan dipotong untuk membuat blisk, workpiece dimulai dengan hub dan daun kemudian ditumbuhkan aditif dan diproses ke bentuk dan ukuran.
Masih, bagaimana Anda memprogram mesin multitugas dengan kemampuan aditif? Video yang panjang namun informatif membawa Anda langkah demi langkah melalui proses pemrograman untuk bagian rotary dengan daun yang dibuat melalui AM dan kemudian finish-machined menggunakan Siemens NX CAM.
Dan, bagaimana dengan simulasi offline yang sangat penting untuk pekerjaan pemesinan yang kompleks? CGTech Vericut additive module mensimulasikan kemampuan aditif dan pemesinan tradisional (milling atau pemutaran) dari mesin hybrid menggunakan kode NC yang sama. Ia membaca parameter laser, mengontrol wattage laser, aliran gas carrier dan bubuk logam spesifik untuk setiap pekerjaan dan jenis bahan, lalu mendeteksi tabrakan yang mungkin antara mesin dan bagian aditif saat dicetak yang dijelaskan dalam video lain.
Tentu saja, ada kesempatan untuk menambahkan AM head ke berbagai jenis platform mesin lainnya. Misalnya, 3D Hybrid Solutions dapat menyediakan add-on head untuk pencetakan logam 3D melalui berbagai metode deposisi, termasuk laser melting dari powder spray, arc melting dari wire feed dan high-velocity cold spray dari powder logam. Tampaknya ide ini mendapat persetujuan dari Korps Marinir AS seperti yang dijelaskan dalam kisah ini.
Apakah metal AM ada di radar Anda? Atau, apakah Anda menggunakan printer 3D plastik di bengkel Anda untuk prototipe, jig, fixture dan lebih banyak? Kirim email saya di dkorn@productionmachining.com untuk memberitahu saya.
