Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
Výroba a oprava přesných nástrojů jsou velmi složité a časově náročné operace. Na veletrhu Euromold, který se konal 5. až 8. prosince 2007 ve Frankfurtu nad Mohanem, představili vývojoví pracovníci z Fraunhoferova ústavu robotický systém s diodovým laserem pro laserovou výrobu přesných částí. Tento systém vyžaduje minimální dobu na programování a je schopen předem simulovat off-line skutečný výrobní proces.
V oblasti tlakového lití představují vrchol dovednosti součástky s jemnými detaily. Jedna z nejlepších metod opravy forem pro vstřikovací lití je podle Dr.-Ing. Steffena Nowotnyho z Fraunhoferova ústavu v Drážďanech laserové povlakování. Laserové povlakování je nejen zavedená technologie vhodná pro opravy poškozených nástrojů, ale je to v průmyslu široce využívaný způsob rychlé realizace změn v konstrukci a tvorby funkčních nebo ochranných vrstev na povrchu materiálu. Slévárenské formy používané pro výrobu dílů jsou zhotovovány z oceli nebo hliníku. Jestliže je třeba např. při výrobě modelů vláčků změnit tvar komínu lokomotivy, lze novou verzi vytvořit ze základní formy nanesením nové struktury materiálu na její povrch právě laserovým povlakováním. Stejný pracovní postup může být použit pro rychlou úpravu tvářecího nástroje při výrobě automobilových dílů karoserie z hlubokotažného plechu. Dále se tato metoda využívá k nanášení povrchových vrstev odolných proti opotřebení.
Vzrůstající využití robotů v průmyslové výrobě bylo pobídkou pro vývojové pracovníky Fraunhoferova ústavu, aby vyvinuli rozšířený softwarový nástroj pro DCAM (Dynamic Computer-Aided Manufacturfing), který by byl využitelný ve spojení s robotickými systémy vybavenými diodovými lasery na výrobu a opravy přesných nástrojů metodou laserového povlakování. Jde o software pro tří- a pětiosé stroje CNC a pro robotické systémy. Nová sada softwaru umožňuje, aby byl celý výrobní postup před realizací simulován v režimu off-line. Jednou z činností, která zabírá podstatný díl času a úsilí, je vyloučení kolize robotu s okolními předměty během natáčení laserového paprsku a provádění požadované operace. V představeném systému umožňují integrované simulační funkce vizualizovat pohyb robotu předem a detekovat možné kolize a výrobní chyby. Simulace také zkracuje dobu potřebnou k odladění procesu laserového povlakování, a tak zvyšuje výrobní kapacitu provozu.
Součástí představeného stroje byl také nový modul pro laserové povlakování. Širokopaprsková vstřikovací tryska COAXn v kombinaci se 6kW diodovým laserem (obr. 1) je výjimečně výkonná. Prášek je nanášen paprskem s proměnnými parametry. Výsledkem je rovnoměrná vrstva, jejíž tloušťka je funkcí hustoty výkonu laserového paprsku. Ztráty prášku jsou omezeny na méně než deset procent. Tento systém se svými parametry blíží výsledkům dosahovaným při plazmovém povlakování povrchů a současně zachovává typické výhody laserové technologie. Lze jej použít jak pro potahování tvářecích a řezných nástrojů materiálem z tvrdého kovu odolného proti opotřebení, tak pro měkké pájení vrstvy ložiskového kovu ze slitiny mědi.
[Tisková zpráva Fraunhoferova institutu. Foto: ©Fraunhofer IWS.]
(rk)
Obr. 1. Laserové povlakování přesných součástek − plátování bronzem s využitím trysky COAXn s plochým paprskem 8 × 3 mm
Obr. 2. Oprava klikových hřídelí pro automobilové motory laserovým povlakováním