TOOLCRAFT sử dụng công nghệ in 3D siêu tốc EHLA của FRAUNHOFER ILT

Viện công nghệ laser Fraunhofer (ILT) vừa công bố công nghệ in 3D EHLA ( Extreme High Speed Laser Material Deposition) được sử dụng bởi đơn vị sản xuất Toolcraft.

Doanh nghiệp SME có trụ sở tại Franconia này đã có dịp tiếp xúc với công nghệ in 3D vào năm 2011, khi họ đầu tư vào một hệ thống sử dụng công nghệ nung chảy bằng laser. Mặc dù trong sáu tháng đầu, sự đầu tư này thu về cho ToolCraft lượng đơn hàng có giá trị khoảng €30000, nhưng hiện tại với 13 hệ thống máy in, Toolcraft đã có thể tối ưu hoá việc sản xuất 24/24 một cách hiệu quả.

Đầu tool EHLA mới được ra mắt dự kiến sẽ phục vụ khách hàng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm hàng không vũ trụ, năng lượng, y tế, ô tô và cả điện tử.

Công nghệ EHLA (Extreme High Speed Laser Material Deposition)

EHLA do ILT phát triển được dựa trên công nghệ lắng đọng năng lượng trực tiếp quy mô lớn, hay còn gọi là DED. Nó được sử dụng như một mô đun đầu in có thể được tích hợp vào hệ thống giàn đỡ và cánh tay robot, đồng thời chịu trách nhiệm xử lý việc lắng đọng và nung chảy vật liệu.

Toolcraft đã quyết định tích hợp công nghệ này vào một chiếc máy Trumpf TruLaser Cell 3000 Hybrid được tinh chỉnh, có kích thước gia công 800 x 600 x 353mm. Với chức năng đa dạng, Cell 3000 có thể thực hiện cắt và hàn laser 3D, cũng như in 3D bằng laser.

Tuy nhiên, với việc tích hợp đầu in EHLA, tốc độ lắng đọng đã tăng từ chỉ hai mét/phút lên vài trăm mét/phút. Đầu in cũng cho phép độ dày layer dao động từ 0,05mm đến vài cm, và đồng thời có thể kết hợp cùng máy quét 3D để đo và định vị các bộ phận được gá.

Tiến sĩ Thomas Schopphoven, trưởng nhóm Laser Material Deposition tại Fraunhofer ILT, giải thích rằng “Với máy quét 3D, chúng tôi làm được nhiều việc hơn. Khi kết hợp với phần mềm phù hợp, dữ liệu được được scan bằng máy quét có thể được dùng để lập trình tự động cho đường in và ứng dụng vật liệu với công nghệ lắng đọng vật liệu bằng laser. ”

MRO và ứng dụng chống mài mòn

Cụ thể, Toolcraft đã và đang sử dụng EHLA để sửa chữa và tinh chỉnh lại các chi tiết quay đối xứng trước khi phủ chúng bằng lớp bảo vệ chống ăn mòn và mài mòn. Đặc biệt, các lớp phủ kim loại kết dính được đánh giá cao hơn vì chúng là giải pháp thay thế không chứa chất gây ung thư như lớp mạ crom thông thường.

Ngoài các tùy chọn về vật liệu an toàn, ELHA còn được ca ngợi về tính hiệu quả về thời gian và chi phí. Với mỗi bộ phận được chế tạo bằng EHLA, cũng như những bộ phận được in 3D khác, thường cần phải xử lý hậu kỳ để cải thiện chất lượng bề mặt. Trong khi gia công và tiện trục là những phương pháp đã được kiểm nghiệm, nhóm kỹ thuật của Toolcraft nhận thấy rằng chỉ cần chạy đầu phun EHLA trên bề mặt chi tiết mà không sử dụng bột, đôi khi đã đủ để nung chảy và làm mịn mặt ngoài.

Christoph Hauck, thành viên Ban quản trị của Toolcraft, phát biểu về kế hoạch phát triển hệ thống sản xuất hybrid tiên tiến trong tương lai, kết luận: “Hiện tại, sự kết hợp giữa robot và in 3D vẫn đang được nghiên cứu.”

EHLA không phải là quy trình sản xuất in 3D duy nhất được phát triển bởi viện công nghệ thuộc Fraunhofer. Một tháng trước, các nhà nghiên cứu từ Viện Công nghệ Sản xuất Fraunhofer (IPT) đã phát triển một quy trình in 3D mới đặc biệt để sản xuất các bộ quay truyền động như trục truyền động. Được đặt tên là Express Wire Coil Cladding (EW2C), phương pháp này nhằm mục đích thay thế vật liệu hiệu quả hơn cho quy trình tiện thường được sử dụng.

Tại Viện Công nghệ và Hệ thống Ceramic của Fraunhofer (IKTS), các nhà nghiên cứu đã phát triển một hệ thống Phun Đa Vật Liệu (MMJ) được thiết kế để kết hợp nhiều loại vật liệu thành một chi tiết in 3D duy nhất. Hệ thống máy chủ yếu dựa trên công nghệ phun kết dính, và tương thích với cả kim loại và ceramic.