Under de senaste åren har framsteg i additive tillverkning tillåtit att röra sig långt bortom snabb prototyp tillverkning. Med Laser Metal Deposition (LMD), partiell reparation, beläggning och härdning, visar att additive tillverkning är en värdefull tillgång i hela tillverkningskedjan. Samtidigt är traditionella tillverkningsprocesser som svarvning, skärning, fräsning och slipning fortfarande avgörande för att slutföra högkvalitativa komponenter. För att fullt ut uppfylla dessa krav har maskinverktygstillverkaren Okuma, representerad i Sverige av AB Sigfrid Stenbergs, utvecklat en done-on-one lösning som kombinerar det bästa av både additiv och subtraktiv tillverkning.

Okumas LASER EX-serie möjliggör processintensiv svarvning, fräsning, slipning, laserhärdning, hård beläggning, LMD och detaljreparation – allt gjort på ett enda maskinverktyg. © Okuma

Tillverkare från många branscher strävar efter ny teknik – allt från avancerade material till toppmoderna tillverkningsprocesser. Och högst upp på listan är additivtillverkning. Att möjliggöra skapandet av detaljer med komplexa geometrier och former som ofta inte kan tillverkas utan generativa processer, är tekniken speciellt lämpad för mindre volymer. Det är också en kraftfull lösning när det gäller att anpassa delar för att möta individuella krav, eftersom även lite förändrade versioner av befintliga produkter kan produceras kostnadseffektivt.

Laser Metal Deposition

En av de mest kraftfulla metoderna med additiv tillverkning är LMD. Denna process skapar solida komponenter från en CAD-modell genom att lägga lager av ett eller flera material ovanpå varandra för att skapa önskad form. För detta genererar lasern en svetspool på komponentytan. Ett metallpulver tillsätts sedan genom ett munstycke, vilket skapar pärlor som svetsas ihop. På så sätt kan skikt efter skikt byggas upp på en befintlig kropp eller skapa helt nya strukturer. Dessutom sänker LMD materialkostnaderna eftersom det är betydligt mindre spill jämfört med traditionell tillverkningsteknik.

Super multitasking

Okuma har ökat sina FoU-insatser de senaste åren för att utöka kapaciteten hos sina multitaskingsmaskiner. Tillverkarens LASER EX-serie kan hantera traditionella bearbetningsoperationer som fräsning, svarvning och slipning, samt hantera jämnt tuffa material som titan och Inconel med enkelhet. Utrustad med en kraftfull laser från branschledare TRUMPF, möjliggör maskinerna även högkvalitativ LMD, vilket gör att upp till fyra olika metallpulver kan användas i en enda operation. Maskinerna kan automatiskt byta pulver under tillverkningen. Munsktycket behöver inte ens bytas ut. Detta ökar kraftigt effektiviteten vid bearbetning av delar gjorda av flera material. Jämfört med skärning eller fräsning möjliggör LMD mycket högre komplexitet på arbetsstycket. Även invecklade delar som turbinblad med integrerade kylkanaler kan byggas via LMD.

Enkla sektionsreparationer

En av de största fördelarna med tillsatstillverkning till tillverkare är det faktum att slitage av komponenter inte längre kräver ett komplett byte. I stället för att tillverka reservdelar från början och vänta på långa leveranstider, ger LMD en kostnadseffektiv lösning genom att möjliggöra enkla delreparationer. För detta matas metallpulvret direkt på den skadade delen av detaljen och därefter lasersvetsas för att återställa komponenten till dess ursprungliga styrka. Efter att ha slutfört dessa reparationer möjliggör Okumas LASER EX-maskiner även lackfräsning för att uppnå önskad ytkvalitet.

Okuma LASER EX-serien möjliggör additiv tillverkning via laser metal deposition (LMD). © Okuma

Laserhärdning i en installation

För att möta kraven från flygindustrin, tillverkare av verktyg och formar samt många andra industrier som fokuserar på lågvolymproduktion, möjliggör Okumas LASER EX-serie färdig tillverkning och effektiva reparationer av komponenter i en enda maskin. Lasern kan till och med användas för laserhärdning av ytor av arbetsstycken i kolstål. Denna process är ett betydligt mer produktivt alternativ till vanlig värmebehandling och minskar värmedeformationerna till ett minimum.