Nowatorska kontrola kluczem do opłacalności produkcji laserowej
Udoskonalenia technologii laserowego napawania (LMD) poczynione w ciągu ostatnich 20 lat doprowadziły do poszerzenia jej zastosowań w wielu dziedzinach. Pośród nich należy wymienić produkcję, naprawę i nakładanie powłok na małe, skomplikowane części, które mogą być wykorzystywane w silnikach lotniczych i samochodowych.
Wiązka laserowa jest wykorzystywana w toku procesu do nadtopienia metalowego podłoża, na które jest nakładany proszek. Proszek topi się tworząc osad, który wiąże się poprzez wtopienie w podłoże. Wymagana geometria jest budowana warstwa po warstwie.
Każda z warstw ma 300 bądź 20-50 mikronów grubości, w zależności od procesu, jaki został zastosowany. Zarówno laser, jak i dysza podająca proszek są sterowane za pomocą ramienia robotycznego.
Technologia oferuje istotne, potencjalne korzyści w porównaniu do tradycyjnych metod odlewania, ponieważ umożliwia budowanie małych części z wewnętrznymi elementami. Do tej pory jednak zastosowanie tej technologii było nieco ograniczone ze względu na konieczność stałego nadzoru powodowaną brakiem możliwości wykluczenia wad.
Z tego względu w ramach dofinansowanego ze środków unijnych, dwuletniego projektu o nazwie INTRAPID (Innovative inspection techniques for laser powder deposition quality control) podjęto starania, aby udoskonalić proces kontroli. Nadrzędnym celem było zdecydowane zwiększenie opłacalności technologii poprzez wskazanie procesów kontroli w obsłudze złożonych operacji.
W toku projektu położono nacisk na trzy nieniszczące techniki testowania (NDT): ultradźwięki laserowe (wykorzystanie laserów do wytwarzania i wykrywania fal ultradźwiękowych), prądy wirowe (prądy elektryczne wzbudzane za pomocą zmiany pola magnetycznego) i termografię laserową (wykrywanie promieniowania w zakresie podczerwieni spektrum elektromagnetycznego). Wybór tych systemów był podyktowany tym, że każdy z nich cechuje się niewielkim śladem kontrolnym, nieodzownym w celu sprawdzenia napawanej warstwy.
Końcowa demonstracja nowych metod odbyła się w sierpniu 2013 r., kiedy to zaprezentowano w praktyce wszystkie trzy techniki podłączane kolejno do tego samego robota wykonującego napawanie. Aby ustalić sprawność kontroli, naukowcy przygotowali szeroką gamę próbek wzorcowych z różnych materiałów o zróżnicowanych kształtach z wadami obróbki, które były wskazywane przez systemy kontroli.
Zespół projektowy skutecznie wykazał, że kontrola może następować po procesie napawania poprzez prostą translację ruchu robota. W ramach prac nad projektem opracowano także specjalistyczny sprzęt wraz z nowym kompletem oprogramowania.
Projekt INTRAPID zgromadził europejskie MŚP i organizacje badawcze. Przedsięwzięcie, zakończone w sierpniu 2013 r., otrzymało 1.122.700 EUR dofinansowania ze środków unijnych.
Więcej informacji:
INTRAPID, http://www.intrapid.eu
Karta informacji o projekcie: http://cordis.europa.eu/projects/rcn/100269_pl.html
Źródło: www.cordis.europa.eu
http://laboratoria.net/technologie/19956.html