aditivnivyroba_web

Kovová aditivní výroba

Orientujeme se na aditivní výrobu dílů z kovových materiálů, přípravu a optimalizaci tiskových modelů, na návrh a výrobu řezných nástrojů, úpravu mikrogeometrie, leštění povrchu, měření plošné drnosti a mikrogeometrii břitu.

Laboratoř Kovové aditivní výroby

V laboratoři kovové aditivní výroby se zaměřujeme na výzkum a vývoj technologie kovové aditivní výroby (3D tisku) a pokročilých způsobů jejího využití, díky kterým je možné vyrábět i dříve nevyrobitelné kovové součásti nebo speciálně optimalizované a komplikované díly, které nacházejí uplatnění např. v leteckém, kosmickém nebo automobilovém průmyslu. Vedle speciálních a prototypových kusů jsou zde také aditivní i konvenční technologií vyráběny moderní řezné nástroje. Ty laboratoř dokáže nejen navrhovat, ale též detailně měřit a upravovat klíčové konstrukční prvky jako je systém chlazení, geometrie a mikrogeometrie. Povrchy aditivně vyrobených kusů, řezných nástrojů nebo jiných tvarově složitých ploch je zde možné upravovat broušením nebo leštěním a následně provádět jejich komplexní analýzu a hodnocení příslušných parametrů pomocí moderního diagnostického vybavení.

Aditivní výroba dílů z kovových materiálů

Specializací laboratoře je výzkum procesů aditivní výroby a jejich využití při procesu postupného tavení vrstev kovového prášku laserovým paprskem (tzv. technologie DMLS) s cílem vytvořit homogenní prostorový objekt s požadovanými vlastnostmi. Tímto způsobem je možné vyrábět prototypové kusy i tvarově složité díly a struktury, které není možné vyrobit žádnou jinou technologií.

Pro monitorování a analýzu procesů probíhajících uvnitř tištěných kusů a jejich vlivu na výslednou kvalitu a vlastnosti aditivně vyrobených součástí se v laboratoři využívá speciální in-situ monitorovací systém zaznamenávající průběh laserového tavení v jednotlivých vrstvách. Vedle tohoto systému je laboratoř vybavena i dalším moderním vybavením nejen pro vlastní aditivní výrobu, ale i následné dokončovací operace. To umožňuje laboratoři vyrábět požadované díly až do rozměrů 250 × 250 × 325 mm, a to aktuálně z nástrojové oceli MS1, nerezové oceli 316L, speciální niklové slitiny Inconel 718  a HX.

Příprava a OPTIMALIZACE tiskových modelů

Pro dosažení optimálního průběhu a produktivity aditivní výroby a zajištění požadovaných vlastností vyráběných dílů je nezbytný dobře připravený tiskový model a jemu odpovídající nastavení celého tiskového procesu. Laboratoř je proto schopná zajistit kompletní konstrukčně – technologickou přípravu aditivní výroby, a to od konstrukce a optimalizace 3D modelů dílů, validace a opravy dodaných modelů, topologickou optimalizaci nebo odlehčení dílů pomocí speciálních mřížkových vnitřních struktur, vytvoření potřebných podpůrných struktur, vhodné prostorové orientace dílů na tiskové platformě, nastavení efektivních procesních parametrů až po kontrolní simulaci průběhu procesu aditivní výroby.

NÁVRH A VÝROBA ŘEZNÝCH NÁSTROJŮ

Druhou specializací naší laboratoře je konstrukce a výroba standardních i speciálních monolitních řezných nástrojů z různých řezných materiálů (RO, SK, Cermet) a optimalizace řezných nástrojů s výměnnými břitovými destičkami. K tomu využíváme nejmodernější software, podporující např. přesný výpočet tvaru drážek a tvaru brusných kotoučů, napěťovou analýzu či simulaci broušení. Některé z těchto nástrojů je možné vyrábět pomocí aditivní technologie, kde mezi hlavní benefity patří optimalizace vlastního tvaru nástroje a systému chlazení.

ÚPRAVA MIKROGEOMETRIE A LEŠTĚNÍ POVRCHU

Žádný produktivní nástroj se dnes již neobejde bez úpravy řezné hrany. V naší laboratoři jsou proto dlouhodobě analyzovány řezné procesy a jejich vliv na trvanlivost nástroje a kvalitu obrobeného povrchu. Rovněž zde dokážeme provádět potřebné úpravy leštění povrchu drážky, která zvyšuje užitné vlastnosti nástroje. Tuto technologii leštění umíme aplikovat i na obecné tvary, kde získaná drsnost povrchu má např. nižší Ra než 0,02 μm.

Měření plošné drsnosti a mikrogeometrie břitu

V mnoha případech již není dostačující povrch hodnotit pouze profilovou drsností, která nedokáže zhodnotit povrch komplexně. V naší laboratoři se problematikou hodnocení parametrů povrchu dlouhodobě zabýváme a jsme schopni měřit a vyhodnocovat plošnou drsnost, která pracuje s objemovými parametry povrchu. Zabýváme se také hodnocením mikrogeometrie nástroje, a to především poloměru zaoblení  ostří, K faktoru, drsnosti plochy čela a hřbetu v oblasti budoucí plochy opotřebení.

VYBAVENÍ LABORATOŘE

3D tiskárny EOS M290
Laboratoř je vybavena dvěma tiskárnami typu EOS M290, které pracují na principu technologie DMLS (Direct Metal Laser Sintering). Tvar tištěný touto technologií je vytvářen po tenkých vrstvách, které jsou postupně na určitých místech taveny laserovým paprskem. Díky tomu je možné vytvořit součásti s libovolnými vnějšími a především vnitřními tvary, které není možné vyrobit žádným jiným konvenčním způsobem. Průběh procesu aditivní výroby je možné sledovat pomocí speciálního in-situ monitorovacího systému, který umožňuje odhalovat případné skryté vnitřní vady v tištěných kusech a identifikovat kritická místa a následně optimalizovat a zefektivňovat celý proces aditivní výroby. Pro výrobu kovových dílů laboratoř v současnosti používá nástrojovou ocel MS1, nerezovou ocel 316L, speciální slitinu Inconel 718 a HX.

Opticko-skenovací mikroskop Alicona Infinite Focus Metrology G4
Přístroj IFM G4 umožňuje zachytit topografii povrchu včetně její skutečné barevné informace. Hlavní předností přístroje je integrované měření tvaru a drsnosti jak ve 2D, tak i ve 3D, čímž je skloubena funkcionalita několika podobných měřicích zařízení. Výstupem z měření jsou přehledné a názorné protokoly.

Zařízení pro úpravu povrchu OTEC DF 3
Toto zařízení pro úpravu povrchu a řezných hran nástrojů včetně leštění drážky ve šroubovici využívá technologii vlečného omílání. Nástroj nebo obrobek je upnut v rotační hlavě, která se postupně noří do média, které vytváří tlak na povrch a tím dochází k požadované úpravě. Výhodou tohoto zařízení je i možnost vyklonění hlavy, díky němuž je možné leštit zmíněné drážky nástrojů. Zařízení je možné využít i pro úpravu 3D tištených dílů.

Nástrojařská bruska ANCA MX7
Toto zařízení je určeno pro broušení monolitních nástrojů od průměru 0,5 mm. Je vybaveno vřeteny se zvýšenou přesností a dalším příslušenstvím, umožňujícím broušení takových průměrů v předepsaných tolerancích. Dále je možné brousit výměnitelné břitové destičky a volné profily z různých obráběných materiálů včetně slitin hliníku a titanu. K tomu laboratoř disponuje i potřebným softwarovým vybavením a zařízením pro kontrolu výroby.