Computer-Aided-Design

Hibrid gyártás

     Kihívást jelent, egyetlen gyártási eljárással, a kívánt felületi jellemzőkkel rendelkező bonyolult, összetett formájú alkatrészek létrehozása. A gyártott alkatrészeket, gyakran kell utómunkálatoknak kell alávetni, ami azt jelenti, hogy egyik gépről a másikra kell szállítani, újra beállítani, stb. Ez a teljes gyártási folyamatot, pontatlanná, nehézkessé, és időigényessé teszi. Ezeket a gondokat oldja meg a hibrid gyártás. 

      A hibrid gyártás, olyan gyártási folyamat, amely az additív gyártást, (pl.: 3D nyomtatás) összevonja a szubtraktív folyamatokkal (pl.: marás, esztergálás). Mindkét gyártási folyamat, önmagában is figyelemreméltó képességekkel rendelkezik, de kombinálva, teljesen új szintre emelik a tervezést és a gyártást.

     A hibrid gyártásra alkalmas gépek, általában egy megmunkáló egységből, (eszterga, marógép, stb.) állnak, amely rendelkezik egy irányított energiájú fejjel, DED a pl.: huzal, vagy fémpor megolvasztáshoz, hogy rétegről rétegre építsenek, vagy javítsanak egy alkatrészt. Ezeket a gépeket, egylépcsős hibrid gépeknek nevezik, mert egyetlen folyamatban képesek az additív, és szubtraktív gyártási folyamatot elvégezni.

     A hibrid gyártási technológiával, az anyagok, gyártási folyamat során történő kombinációja is lehetségessé vált, így ugyanarra az alkatrészre, különböző fémeket vihetünk fel. Szinte bármilyen fém elérhető huzal vagy por formában az additív gyártáshoz. Különböző fémek felhasználása egyetlen alkatrészen belül, a felhasznált anyagok legjobb tulajdonságait használhatja ki, anélkül, hogy az alkatrész integritása megváltozna.

     Az alkatrészt rétegekben építik fel, huzalos, vagy porbetáplálós DED technológiával, miközben a fontos felületeket, a gyártás kritikus szakaszaiban munkálják meg. A gyártás lehetséges fordított sorrendben is, ahol a fém alapanyagból forgácsolnak, marnak alkatrészt, majd additív gyártással visznek fel rétegeket erre az alapra.

     Ezekkel a gyártási technológiákkal lehetővé válik: 

- Nagy méretpontosság a megmunkált felületeken.

- Jobb felületkezelés.

- Hozzáférés olyan részekhez, amelyek a 3D nyomtatás után nem lennének elérhetők.

- Alkatrészjavítás során a kopott szakaszok újraépíthetők, megmunkálhatók.

     Az additív gyártás (Additíve manufacturing)

     A tárgyat, munkadarabot, alulról felfelé, rétegrõl rétegre építik fel, egy digitális modell alapján, (ez,  általában egy CAD fájl). Csak annyi anyagot használnak fel, amennyire a tárgy, munkadarab kialakításához szükség van.

     A szubtraktív gyártás (Subtractive manufacturing)

     Szubtraktív (kivonó) eljárás a hagyományos gyártási eljárások többsége, ahol egy nagyobb anyag  tömbbõl a felesleges anyagot, valamely eljárással addig választják le, amíg a kívánt formát, méretet  megkapják. Ez rengeteg hulladékkal jár.

     DED (Directed energy deposition, irányított energiás felrakás)

     Egy fókuszált energianyalábbal (lézer,elektronsugár,plazmaív) megolvasztott anyag, (por, huzal) célzott felrakása rétegrõl rétegre a munkadarab felépítése céljából. Az energiaforrás helyileg megolvasztja a hordozófelületet, miközben a fúvóka folyamatosan adagolja bele a fémet. Így metallurgiai kötés jön létre. Az adagoló fej mozgását program határozza meg, és ahogyan a fej mozog, a megolvadt fém azonnal megszilárdul, és rétegrõl rétegre építi fel a kívánt geometriát. Létezik még a WAAM, ív alapú DED, ahol MIG/MAG/TIG valamelyikét használják. (A WAAM, nem teljesen egyezik meg a plazmaíves DED-el. A különbség: a plazmaív nagyobb energiasûrûségû, pontosabb geometriára képes, viszont bonyolultabb).

     Lézeres DED

     Nagy pontosság, jó felületi minõség, több anyag is kombinálható.

     WAAM DED

     Ez a DED leggyorsabban fejlõdõ ága. Nagy lerakási sebesség, olcsó alapanyag, nagyméretû alkatrészek esetében is jól használható.

     Elektronsugaras DED

     Igen nagy lerakási sebesség, reaktív anyagokhoz (pl.: titán) is alkalmas. kiváló a metallurgiai kötés. A rendszer drága, üzemeltetéséhez vákuum kamra szükséges.