Inženjerska čuda utorkom: nova metoda 3D printanja
Izvor: Fraunhofer IPT

Istraživači s Fraunhofer instituta za proizvodnu tehnologiju (IPT) razvili su novi postupak aditivne proizvodnje posebno namijenjen proizvodnji koncentričnih prijenosnika snage poput pogonskih vratila.

Ova metoda nazvana EW2C zamišljena je kao materijalno i novčano isplativija alternativa uobičajenom postupku tokarenja.

Robin Day, voditelj odjela za usmjerenu proizvodnju energije na Fraunhofer IPT-u, objašnjava: „Naša je ideja bila promijeniti proizvodnju vratila i osovina i to ne samo vizualno. Željeli smo razviti snažan postupak koji će proizvodnju složenih vratila učiniti isplativijom i učinkovitijom.”

Obloga žičane zavojnice

EW2C je postupak laserskog 3D printanja koji uzima metalnu žicu kao sirovinu. Iako je najbliži s postupkom kao što je WAAM, postoje neke velike razlike koje izdvajaju EW2C od bilo kojeg drugog postupka. Umjesto da se žica neprekidno uvlači po potrebi, novi postupak uključuje omotavanje žice (dodatnog materijala) oko postojeće osovine/vratila (podloge) u spiralu sličnu zavojnici. Laser velike snage tada zavaruje žicu izravno na osovinu oko koje je omotana, formirajući obloge koje se potom mogu obraditi za kvalitetnu završnu površinu.

Budući da je žica u početku omotana pod napetošću, uopće ne klizi, navodno poboljšavajući stabilnost postupka za faktor 10 u usporedbi s Fraunhoferovim prethodno razvijenim postupkom laserskog taloženja materijala (LMD). Nadalje, IPT tim utvrdio je da je postupak sposoban za taloženje debelih slojeva te su uspješno primijenili debljine žice od 0,5 – 2 mm.

Povrh svega, nova metoda također može dosegnuti brzinu ciklusa isto kao i kod tokarenja. U probnom radu, tim je za manje od minute zavario spiralu od Inconel-a 718 duljine 25 mm i debljine 1,2 mm na čeličnu osovinu. Na taj se način također mogu primijeniti različite kombinacije metala.

Tri koraka postupka EW2C: pozicioniranje, oblaganje i završna obrada
Izvor: Fraunhofer IPT

Sljedeći koraci za EW2C

Istraživači s IPT-a već su prijavili patent za svoju novu metodu i trenutno su u procesu optimizacije njegove stabilnosti, dok pronalaze načine za automatizaciju s različitim uređajima. Tim planira primijeniti sve složenije volumenske elemente na osovine kombinacijom različitih spiralnih duljina i naprednih žičanih materijala. Konačno, ispitat će se i prikladnost postupka i za pune osovine i za tankozidne šuplje osovine (cijevi).

Day dodaje: „Da bismo još više povećali brzinu procesa, eksperimentiramo s povećanjem geometrije žarišne točke i tako zračimo i topimo nekoliko spiralnih zavojnica istovremeno. Konceptima poput EW2C moguće je pokrenuti veće inovacije u industrijama koje su se desetljećima razvijale evolucijsko, ali ne i revolucionarno. Aditivna proizvodnja otključava velik potencijal, posebno u metalnom sektoru.”