Egy additív gyártással létrehozott nyomástartó edény minősítése (1.rész): Az additív hegesztési technológia alapjai

A hegesztés alapú 3D fém nyomtatás remek úton halad afelé, hogy radikálisan megváltoztassa a fém elemek gyártását. A hegesztőhuzallal végzett additív gyártási módszer 3 dimenziós tárgyakat alakít ki hegesztési varratok egymásra rétegezésével. Találhatunk példákat az üzemgyártás, repülőépítés és gépgyártás vagy akár a könnyű építészet terén is. A módszer kifejezetten hasznos komplex geometriai alakzatok terén, melyek sok gépi megmunkálást igényelnek. Az ilyen esetekben az eljárás flexibilisebb és gazdaságosabb, mint a forgácsolás. Előny származhat a bevezetéséből továbbá az alkatrészek és prototípusok gyártása, valamint a kis sorozatgyártás folyamán is. Észek-Amerikában már kész szabványrendszer áll rendelkezésre, valamint éppen kiépülőben van Európában az additív gyártással készült hevítetlen nyomástartó edényekre. A Linde Engineering, a MIGALO.CO, a TÜV SÜD Industrie Service GmbH és a Fronius International GmbH együtt tették meg a következő lépést az európai szabványrendszer kialakításához.

Egyedi és “just-in-time” elemek

A olyan régi jól bevált gyártási technikák, mint az öntés esetében, gyakran elvárás a bonyolult formák és szerszámok beszerzése. Figyelembe kell venni továbbá az átfutási időket és fejlesztési költségeket. Az olyan cégek, melyek 3D-s fémnyomtatást használnak, jelentősen lecsökkenthetik a gyártásbavitel idejét. Az additív gyártási módszerek nemcsak a mintadarabok gyártását gyorsítják meg (gyors prototípus gyártás) de “just-in-time” készítik őket. Ily módon kerülik el az egyedüli forrásból származó termékek problémáit – azaz hogy egyetlen beszállítóra támaszkodik az ember és az ezzel kapcsolatos tárolási költségeket. Olyan esetekben, amikor többféle elemre lenne szükség, csupán kiválasztjuk a megfelelő “terveket” és a szoftver segítségével és “kinyomtatjuk” őket szükség szerint. Az elemek geometriája szempontjából szinte semmilyen megkötés sincs. Megfigyelhető, hogy az additív gyártás mindennapi folyamataiban gyakran előkerülnek topológiai és áramvonalas modellek – akár nagy elemek esetében is.

A CMT hegesztési eljárás ideális a fém 3D-s nyomtatáshoz

A 3D-s nyomtatás többféle eljárással is működik. Az olyan huzal alapú eljárások, mint a “Fronius Additive” megolvasztják a hegesztőhuzalt, rétegről rétegre építve fel a munkadabot. Annak érdekében, hogy meggátolják, hogy a munkadarab túl sok hőt kapjon, úgy lettek kialakítva, hogy a lehető legkisebb energiát bocsássák ki. A MIG alapú Cold Metal Transfer hegesztési eljárás(CMT) a Froniustól kifejezetten alkalmas alumínium elemek 3D fém nyomtatására. A CMT egy módosított rövidzáras anyagátviteli eljárás, mely magas anyagleválasztási aránya ellenére minimalizálja a kibocsátott hő mennyiségét. Ez az eljárás ezért ideális additív hegesztéshez, melynek során a varratok folytonos egymásra épülése magas hőbevitelhez vezet.

A CMT a fém nyomtatás számára tökéletes funkciókkal rendelkezik. A “Teljesítmény korrekció” remek példa. Ez a funkció lehetővé teszi, hogy az elektromos teljesítményt pontosan a folyamat megfelelő részéhez igazodjon anélkül, hogy csökkenne az anyagleválasztás mennyisége. 

“A CMT Additive Pro funkcióink segítségével – melyeket specifikusan additív gyártáshoz fejlesztettünk ki – mint a “Deposition correction”, vagy a Deposition Stabilizer, mely a lerakódás egyenletességét biztosítja, pontosan irányíthatjuk az anyagleválasztást és ezáltal a varrat magasságát és szélességét is” magyarázta el Leonhard Reiter a Fronius R&D-től.

A következő részben a Fronius szerepét mutatjuk be az additívan gyártott elemek és nyomástartó berendezések szabványosításában, valamint a prEN 13445-14 szabvány gyakorlati alkalmazását. Részletezzük a minősítési folyamatokat, anyagvizsgálatokat és teszteket. 

Folytatás hamarosan!