Robotická buňka pro 3D tisk obřích forem

Představte si formu vysokou 2,6 metru o průměru 2,5 metru a hmotnosti asi 300 kilogramů. Takový je díl, který společnost Irepa Laser vyrábí ve francouzském Illkirch-Graffenstadenu. Formy jsou určené pro výrobu kádí na víno metodou rotačního odlévání. Využívá je společnost Wine & Tools, která se specializuje na inovativní vinařské technologie. Některé kádě mají neobvyklé tvary, například velká vejčitá nádoba s názvem Ovoid. Forma pro ni vznikla metodou 3D tisku za pomoci dvou robotů.

„Náš stroj je během mimořádně náročného procesu schopen synchronizovat 18 os a dva efektory současně,“ říká Philippe Verlet, generální ředitel VLM Robotics. „Řada průmyslových odvětví potřebuje své výrobky ve velkém přizpůsobit vlastním požadavkům, to se jim nyní daří díky aditivní výrobě. Sami se mohou soustředit na svoji profesi a vrátit ke kořenům své činnosti,“ dodává Béatrice Rivalier, vedoucí oddělení výzkumu a vývoje.

Numerické řízení aditivní výroby

Na projektu se podílí také firma Irepa Laser, specialista na zpracování materiálů a laserové výrobní procesy. Vyvinula hybridní laser pro přímé energetické nanášení (Directed Energy Deposition – DED) přizpůsobený pro výrobu velkých dílů. Metoda DED představuje komplexní proces 3D tisku, který se obvykle používá k opravám nebo přidávání dalšího materiálu do již existujících součástí. Pro otestování této nové technologie posloužil robotický stroj navržený společností VLM Robotics, jehož buňky jsou ovládány jako konvenční víceosé obráběcí centrum.

Robotické agilní buňky jsou specializované na různé procesy, jako je obrábění, aditivní výroba, lepení nebo nedestruktivní testování. XXL buňka s integrovanými nástroji pro aditivní výrobu kovů obsahuje dva roboty, z nichž jeden je statický a druhý jezdí po lineární ose dlouhé pět metrů. Další součástí je také dvouosý soustruh, který zvládne zpracovat obrobek o hmotnosti více než tři tuny. V novém stroji je přibližně dvacet os řízených numerickým řízením typu Sinumerik 840D sl, které umožňuje synchronní řízení několika robotů i mnoha dalších technologií.

K simulaci procesů pro bezchybnou paralení práci dvou robotů posloužil CAx software NX. Datově řízená výrobní buňka využívá výhody řešení od Siemensu: od počítačem podporovaného návrhu výrobku, přes simulaci procesů, jejich měření a přizpůsobování v reálném čase, až po monitorování geometrie výrobku a stavu materiálu prostřednictvím senzorů. Vznikl tak hybridní stroj, který umožňuje realizovat projekty na míru a přitom výrazně zkracuje dobu výroby a spotřebu materiálu.

Odborníci na laserové procesy

Aditivní výroba dokonale odpovídá konceptu výroby na míru. Forma zmíněná v úvodu díky dvojitému plášti umožňuje integrovat funkci ohřevu potřebnou prorotační odlévání. Wine & Tools může díky ní vytvořit desítku tanků s individuálním designem a následně je nabídnout vinným sklepům dle jejich preferencí.