EHLA Tuning: Powlekanie wałków do 200 metrów na minutę 

Rewolucyjne osiągnięcia techniczne wymagają cierpliwości: dotyczy to również EHLA. Prawie dziesięć lat temu naukowcy z Fraunhofer ILT zaczęli opracowywać osadzanie materiału laserowego z ekstremalną prędkością, co zwiększyło poprzedni proces z maksymalnie dwóch do kilkuset metrów na minutę. Ale to dalszy rozwój i testowanie we wspólnych projektach doprowadziło do długoterminowego sukcesu. 

Aby móc skuteczniej naprawiać i powlekać elementy, łańcuch procesowy został przetestowany na walcu grzewczym, pokrytym odpornym na korozję proszkiem na bazie żelaza. © Fraunhofer ILT, Aachen, Niemcy.

Projekt EVEREST: pomyślne zakończenie z zadowolonymi partnerami przemysłowymi

Aktualnym przykładem jest wspólny projekt EVEREST: wspólnie z partnerami przemysłowymi LUNOVU GmbH z Herzogenrath, BCT GmbH z Dortmundu i Drink & Schlössers GmbH & Co. KG z Krefeld, Niemcy, naukowcy z Fraunhofer ILT opracowali parametry procesu i strategie powlekania i naprawy, jak również do hybrydowego wytwarzania powierzchni uszczelniających. Proces ten został pomyślnie przetestowany w praktyce. Na przykład wałek grzejny (długość: 1200 mm, średnica: 200 mm) został pokryty odpornymi na korozję proszkami na bazie żelaza, niklu i kobaltu. Grubości powłok w projekcie wahały się od 50 do 300 µm – przy prędkościach procesu od 20 do 200 m / min. 

Monitorowanie przez kamerę sprawia, że proces jest przejrzysty

Technologia systemowa – opracowana przez BCT i Fraunhofer ILT do pozyskiwania geometrii i monitorowania procesów, a także do adaptacyjnego planowania ścieżki narzędzia – odegrała bardzo ważną rolę w projekcie. Aby wykonać to zadanie, partnerzy wykorzystali specjalnie opracowany moduł CAM, który koryguje odchylenia geometryczne od stanu docelowego w sposób półautomatyczny. Ale to nie była tylko kwestia zamknięcia pętli sterowania. „Przyjęliśmy podejście oparte na kamerze, które pozwala nam na śledzenie procesu powlekania z lotu ptaka i wyciąganie w ten sposób wniosków na temat stabilności procesu” – wyjaśnia Gregor Bultel, naukowiec z Fraunhofer ILT. „Technologia systemu okazała się bardzo skuteczna w projekcie i teraz szukamy dla niej pierwszych użytkowników”. 

Wydajna technologia systemowa dzięki częściowo zautomatyzowanemu łańcuchowi procesów

Testy praktyczne przeprowadzono w Herzogenrath u lidera konsorcjum projektu LUNOVU, który nadzorował również system demonstracyjny EHLA. Ten producent systemów laserowych zintegrował cały łańcuch procesu z demonstratorem w celu zintegrowania całego przepływu pracy, od skanowania, planowania ścieżki i automatycznego generowania programu NC, do automatycznego procesu naprawy. „Największym problemem było połączenie wszystkich podsystemów w jeden łańcuch procesów” – mówi z perspektywy czasu Andreas Bartling, twórca aplikacji z LUNOVO. „Sprostaliśmy wyzwaniu: w rezultacie powstał niezawodny łańcuch procesów, który nie tylko oszczędza zasoby, ale także posiada bardzo wydajną technologię systemową, wymagającą bardzo niewielu pracowników.” 

W przyszłości odpowiednia technologia systemowa pozwoli również na niezawodne powlekanie bardzo dużych, długich wałków o średnicy do 3000 mm blisko ostatecznego konturu.  © Drink & Schlössers.

Wydłużenie łańcucha procesów: w tym przetwarzanie końcowe

W projekcie osoby zaangażowane przeanalizowały również potrzebę dalszych działań. W przypadku firmy Bultel nadchodzące pakiety robocze obejmują optymalizację materiałów proszkowych, osadzanie złożonych geometrii, zwiększanie bliskości konturu końcowego oraz opracowywanie nowych strategii procesowych w celu osadzania bardzo twardych powłok bez pęknięć. Ale temat łańcucha procesowego również sięga dla niego dalej: „Myślę o łączeniu łańcuchów procesów: moglibyśmy również połączyć proces powlekania z etapami obróbki końcowej – być może nawet w jednej i tej samej maszynie”. 

Zadowolony użytkownik pilotażowy chce dalszego rozwoju

Test praktyczny przejął producent rolek Drink & Schlössers. „Dzięki zastosowanemu procesowi i technologii systemowej powierzchnie elementów mogą być dobrze obrabiane” – podsumowuje dyrektor zarządzający Kurt Beckers. „Byliśmy w stanie wyprodukować powierzchnie dokładnie tak, jak sobie wyobrażaliśmy”. Dyrektor zarządzający był już zaznajomiony z nanoszeniem materiałów metodą proszkową, dlatego też bardzo zainteresowała go znacznie szybsza wersja. Po zadowalającym projekcie pilotażowym Beckers widzi dobre możliwości dla EHLA: ma nadzieję, że technologia procesu zostanie jeszcze bardziej rozwinięta, co pozwoli również na niezawodne powlekanie bardzo dużych, długich wałków o średnicy do 3000 mm blisko ostatecznego konturu. 

Projekt był finansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego (EFRR)

Fraunhofer-Gesellschaft z siedzibą w Niemczech jest wiodącą na świecie organizacją zajmującą się badaniami stosowanymi. Skupiając się na opracowywaniu technologii, które mają ogromne znaczenie dla przyszłości i umożliwiających komercyjne wykorzystanie tej pracy przez biznes i przemysł, Fraunhofer odgrywa kluczową rolę w procesie innowacji. Jako pionier i katalizator przełomowych osiągnięć w dziedzinie naukowej, Fraunhofer pomaga kształtować społeczeństwo teraz i w przyszłości. Założony w 1949 roku Fraunhofer-Gesellschaft prowadzi obecnie 74 instytuty i instytucje badawcze w całych Niemczech. Większość 28 000 pracowników organizacji to wykwalifikowani naukowcy i inżynierowie, których roczny budżet na badania wynosi 2,8 miliarda euro. Z tej kwoty 2,3 miliarda euro pochodzi z badań kontraktowych.