Nowatorska kontrola kluczem do opłacalności produkcji laserowej
Opłacalna produkcja i walidacja miniaturowych komponentów na potrzeby przemysłu lotniczego i kosmonautycznego oraz motoryzacyjnego posunęła się o krok naprzód dzięki dofinansowanemu ze środków unijnych projektowi, którego realizacja dobiegła niedawno końca. Dzięki wykorzystaniu nowatorskich, nieniszczących technik doświadczalnych opracowano i przetestowano szereg systemów do szybkiej, bieżącej kontroli laserowego napawania warstw proszku. 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:
Kraje
Zjednoczone Królestwo