Dette blogindlæg giver et omfattende overblik over reparationsstrategier for AM-teknologi (additive manufacturing) i metal. Det udforsker reparationsteknikker, der er tilgængelige for Meltios AM-teknologi, og understreger vigtigheden af at vælge passende reparationsstrategier baseret på de specifikke defekttyper, materialeegenskaber og anvendelseskrav.
Til sidst behandles de udfordringer og overvejelser, der er forbundet med at implementere reparationsstrategier til metal-AM. Ved at indføre en AM-reparationsstrategi kan producenter øge omkostningsbesparelserne.
Oversigt over reparationer med additiv fremstilling
Reparationsapplikationer til 3D-print af metal involverer brug af avancerede teknikker til at genoprette eller forbedre beskadigede eller slidte metaldele ved hjælp af additive fremstillingsprocesser. De kan kategoriseres i to hovedområder: restaurering af dele og ændring af dele.
Ved delrestaurering er målet at reparere beskadigede eller nedbrudte metaldele, forlænge deres levetid og undgå behovet for dyre udskiftninger. Modificering af dele involverer forbedring af eksisterende dele ved at tilføje ekstra funktioner eller forbedre deres ydeevne.
Reparationsapplikationer til 3D-printning af metal giver flere fordele i forhold til traditionelle reparationsmetoder. De gør det muligt at reparere komplekse geometrier med minimalt materialespild og reducerede leveringstider, og de giver også mulighed for at udføre opgaver med en sikrere og mere kontrolleret proces.
Derudover er reparerede dele have samme eller endda forbedrede mekaniske egenskaber. sammenlignet med den originale del, takket være den fine kontrol over materialeaflejring og muligheden for at bruge avancerede legeringer.
Wire-Based Laser Metal Deposition (W-LMD) reparation er en avanceret og innovativ teknik, der giver en række betydelige fordele til restaurering og reparation af metalkomponenter. Gennem den præcise anvendelse af lasergenereret metalaflejring har denne metode revolutioneret området for metalreparation. Ikke desto mindre er der også udfordringer, der skal overvejes.
De omfatter behovet for dygtige teknikere, der kan vurdere skaden nøjagtigt, designe reparationsstrategien og betjene 3D-printudstyret. Materialekompatibilitet, procesoptimering og kvalitetskontrol er også kritiske faktorer, der skal styres omhyggeligt for at sikre vellykkede reparationer.
Reparationsproces i AM
Reparationsprocessen i additiv fremstilling af metal refererer til den række af trin, der er involveret i at genoprette eller reparere en beskadiget metalkomponent ved hjælp af additive fremstillingsteknikker. Denne proces omfatter typisk følgende faser:
1. Inspektion og vurdering: Den beskadigede del inspiceres grundigt for at fastslå skadens omfang og vurdere, om det er muligt at reparere den. Der foretages en analyse af geometrien for at identificere revner eller defekter og også for at forstå materialeegenskaberne.
2. 3D-scanning: I mange tilfælde er det nødvendigt at 3D-scanne den beskadigede del for at skabe en digital model af dens nuværende tilstand. De scannede data tjener som grundlag for udformningen af reparationsstrategien.
3. CAD-modellering: En CAD-model (Computer-Aided Design) oprettes eller ændres baseret på de scannede data. Modellen justeres for at indarbejde reparationsgeometrien og samtidig sikre kompatibilitet med den omgivende struktur.
4. Definition af reparation: Reparationsstrategien defineres, herunder overvejelser om valg af additiv fremstillingsteknologi, materiale, lagtykkelse og orientering. Denne planlægning sigter mod at opnå optimale mekaniske egenskaber og nøjagtig aflejring.
5. Valg af materiale: Den passende metallegering vælges til reparationen under hensyntagen til dens kompatibilitet med det oprindelige materiale og de ønskede mekaniske egenskaber for den reparerede del.
6. AM-reparation: Den egentlige reparationsproces involverer brug af en metaladditiv fremstillingsmaskine til at aflejre materiale lag for lag på det beskadigede område. Aflejringsprocessen kontrolleres omhyggeligt for at opnå den ønskede strukturelle integritet.
7. Efterbehandling: Når reparationen er færdig, udføres efterbehandlingstrin for at forbedre overfladefinishen og de mekaniske egenskaber i det reparerede område. Dette omfatter varmebehandling, stressaflastning og efterbehandlingsprocesser.
8. Inspektion og kvalitetskontrol: Den reparerede del inspiceres for at sikre, at reparationen var vellykket og opfylder de krævede standarder. Ikke-destruktive testmetoder, såsom røntgen, kan bruges til at verificere kvaliteten af reparationen.
9. Certificering og dokumentation: Den reparerede del kan gennemgå certificeringsprocesser, især i brancher med strenge kvalitetsstandarder. Detaljerede oplysninger om reparationsprocessen, det anvendte materiale og kvalitetskontrolforanstaltninger bør dokumenteres.
10. Reintegration: Den reparerede del integreres igen i den oprindelige samling eller det oprindelige system, så funktionaliteten genoprettes.
2.1 Fordele ved Additive Manufacturing-reparation
Fremstillingsindustrien har oplevet en revolutionerende forvandling med fremkomsten af additiv fremstilling, som har introduceret innovative produktionsløsninger. Inden for reparationer giver additiv fremstilling, især med Wire-DED-systemer, mange bemærkelsesværdige fordele sammenlignet med konventionelle reparationsmetoder.
- Omkostningseffektivitet: Reparation af dele ved hjælp af additiv fremstilling kan være meget omkostningseffektivt. Traditionelle reparationer involverer ofte manuelle processer, som kan være tidskrævende og dyre. Desuden giver DED-systemer, som Meltios teknologi, mulighed for præcise reparationer ved at tilføje materiale lag for lag, hvilket minimerer spild og reducerer behovet for ekstra værktøj eller omfattende bearbejdning. Det kan resultere i betydelige omkostningsbesparelser.
- Fleksibelt design: Additiv fremstilling giver en hidtil uset designfrihed. Når man reparerer dele, kræver traditionelle metoder ofte, at man følger det oprindelige design, hvilket måske ikke er optimalt til reparationsformål. Additiv fremstilling gør det muligt at skabe tilpassede designs, der er skræddersyet til reparationskravene. Denne fleksibilitet gør det muligt at reparere komplekse geometrier og indarbejde forbedrede funktioner eller forstærkninger, hvilket fører til bedre ydeevne og holdbarhed.
- Reduceret gennemløbstid: Reparation af dele kan traditionelt indebære lange leveringstider på grund af behovet for at skaffe erstatningskomponenter eller vente på specialudstyr og kvalificeret arbejdskraft. Additiv fremstilling kan reducere disse leveringstider betydeligt ved at eliminere afhængigheden af omfattende forsyningskæder.
- Tilgængelighed og decentraliserede reparationer: Additiv fremstilling har potentiale til at decentralisere reparationsmuligheder, hvilket gør reparationer mere tilgængelige og effektive. Med Meltios teknologi kan enkeltpersoner og organisationer udføre reparationer in-house, hvilket reducerer behovet for at outsource reparationer eller stole på specialiserede reparationsfaciliteter. Denne tilgængelighed kan føre til hurtigere ekspeditionstider, reducerede transportomkostninger og øget uafhængighed i forbindelse med vedligeholdelse og reparation af udstyr.
- Konsistens: Reparationsopgaver med 3D-print af metal er automatiserede og øger derfor driftssikkerheden. Systemet følger forprogrammerede instruktioner, hvilket eliminerer menneskelige fejl og variationer, der kan opstå i manuelle processer. Det resulterer i gentagelige reparationer af høj kvalitet, som sikrer en ensartet ydeevne for de reparerede komponenter.
- Sikkerhed: Evnen til at reparere komplekse komponenter med præcision minimerer risikoen for ukorrekte pasformer eller kompromitteret strukturel integritet, og derfor er der en reduktion af skader forbundet med manuelle reparationsprocesser.
Traditionelle reparationsmetoder med svejsning
Svejsning bruges til at sammenføje beskadigede dele eller udfylde revner og defekter og er en af de mest almindelige metoder til reparation af metaldele. Svejsning udføres ved at smelte et tilsatsmateriale, der er kompatibelt med grundmetallet, hvilket skaber en stærk binding mellem de to dele.
3.1. Typer og ulemper
Hver svejseteknik har sine egne fordele og ulemper, og valget af teknik afhænger ofte af de specifikke krav til projektet, såsom materialetype, tykkelse og ønsket svejsekvalitet.
1. Skærmet metalbuesvejsning (SMAW): Udnytter en elektrisk lysbue mellem en flux-elektrode og arbejdsemnet til at skabe en svejsesamling.
Ulemper:
- Relativt langsom proces på grund af manuel udskiftning af elektrode og lysbue.
- Ikke egnet til tynde materialer, da det kan forårsage forvrængning og gennembrænding.
- Slaggerester kræver ekstra rengøring efter svejsning.
- Begrænset til flade eller vandrette positioner på grund af slaggeflow.
2. Gas-metalbuesvejsning (GMAW eller MIG): Bruger en elektrisk lysbue mellem en trådelektrode og arbejdsemnet, mens en beskyttelsesgas beskytter svejseområdet mod atmosfæriske forureninger.
Ulemper:
- Kræver en beskyttelsesgas, hvilket øger kompleksiteten og omkostningerne.
- Svejsekvaliteten kan påvirkes af vind og træk i udendørs miljøer...
- Tilbøjelig til porøsitetsproblemer, hvis den ikke kontrolleres korrekt.
- Måske ikke egnet til tykke materialer i en enkelt arbejdsgang.
3. Gas wolfram buesvejsning (GTAW eller TIG): Bruger en wolframelektrode, der ikke kan forbruges, til at skabe en elektrisk lysbue og smelte metaller sammen.
Ulemper:
- Langsommere proces sammenlignet med andre metoder.
- Kræver et højt færdighedsniveau på grund af den præcise kontrol af lysbuen, tilsatsmaterialet og beskyttelsesgassen.
- Ikke så velegnet til høje afsmeltningshastigheder ved svejsning af tykke materialer.
- Den er følsom over for forureninger på emnet, elektroden eller tilsatsmaterialet. Selv små niveauer af forurening kan påvirke svejsekvaliteten.
4. Neddykket lysbuesvejsning (SAW): Bruger en elektrisk lysbue mellem en kontinuerligt tilført elektrode og arbejdsemnet.
Ulemper:
- Begrænset til flade eller vandrette positioner på grund af den neddykkede lysbueproces.
- Fjernelse af slagger efter svejsning kan være tidskrævende.
- Kræver en flux lag, hvilket øger materialeomkostningerne og kan bidrage til slaggerelaterede problemer.
- SAW-processens faste karakter kan begrænse dens anvendelse i visse samlingskonfigurationer eller svært tilgængelige områder.
5. Oxy-fuel-svejsning (OFW): Bruger varmen fra forbrændingen af en brændstofgas (typisk acetylen) og ilt til at smelte og sammensmelte metaller.
Ulemper:
- Begrænset til visse materialer, primært ikke-jernholdige metaller, og tynde sektioner.
- Lavere fugestyrke sammenlignet med nogle andre svejsemetoder.
- Langsommere proces på grund af behovet for at opvarme grundmetallet til en smeltet tilstand.
- Acetylen, den brændgas, der ofte bruges i OFW, er brandfarlig og kræver omhyggelig håndtering og opbevaring. Den kan udgøre en sikkerhedsrisiko, hvis den ikke håndteres korrekt.
6. flux-Svejsning med lysbue (FCAW): En proces, der kombinerer aspekter fra både MIG-svejsning (Metal Inert Gas) og elektrodesvejsning. Den bruger en kontinuerligt tilført elektrode, der har en flux kerne, som producerer beskyttelsesgassen og skaber en slagge, der dækker svejsebadet.
Ulemper:
- Producerer mere røg og damp sammenlignet med andre metoder.
- Det kan resultere i slaggeindeslutning, hvis det ikke kontrolleres ordentligt.
- Omkostningerne ved flux-kan løbe op med tiden, især ved svejsning af store mængder.
- Ligesom GMAW kræver det en beskyttelsesgas og kan påvirkes af vind.
Reparationsprocedure med W-LMD fra Meltio
Den dybe kontrol, som Meltios teknologi tilbyder, giver mulighed for præcis manipulation af en reparationsproces. Det betyder, at den kan nå ind til næsten netto-form, og effektivt afhjælpe skader eller defekter i materialet tæt på overfladen.
Ved at have så fin kontrol sikres det, at det reparerede område opnår den ønskede tæthed og strukturelle integritet baseret på de specifikke materialeprofiler fra Meltio.
TIP: Vil du vide, hvordan proceskontrol fungerer? Tjek det ud her!
Fordelingen og kalibreringen af lasere i Meltios systemer spiller en afgørende rolle i optimeringen af reparationsprocessen. Ved at rette næsten halvdelen af laserenergien mod grundmaterialet og den resterende halvdel mod tråden (fillermaterialet) opnås en ideel balance.
Denne fordeling fremmer diffusionen af begge materialer og sikrer en grundig integration mellem det reparerede område og det omgivende grundmateriale.
Laserenergien, der er rettet mod grundmaterialet, hjælper med at opvarme og forberede det beskadigede område, hvilket letter limningsprocessen. Samtidig vil den laserenergi, der rettes mod samtidig en kontrolleret smeltning og aflejring af fillermaterialet, hvilket sikrer en præcis og kontrolleret påføring.
Derudover hjælper den kalibrerede fordeling af laserenergien med at minimere potentielle problemer som varmeforvrængning eller skævvridning i det reparerede område. Meltios teknologi mindsker risikoen for lokal overophedning og opretholder den reparerede komponents overordnede integritet.
4.1. Meltios reparationstyper
Når det gælder reparationer ved hjælp af Meltio-teknologi, er der to forskellige strategier, der kommer i forgrunden: Reparationer i kontrollerede områder og reparationer i ikke-kontrollerede områder. Den primære forskel mellem begge reparationer ligger i tilgangen og udfordringerne forbundet med hver af dem.
Reparationer i kontrolleret område: Dette indebærer en mere forenklet proces, der begynder med en præcis forståelse af den nødvendige materialetilførsel. Reparationsbanen planlægges omhyggeligt for at sikre jævne bevægelser, der letter printprocessen.
Denne metode giver mulighed for større kontrol og forudsigelighed, da reparationen starter med et veldefineret område, der tidligere er bearbejdet for at opnå et kontrolleret område, og kendte materialekrav.
Reparationer af ikke-kontrollerede områder: Denne metode er mere kompleks og indviklet. Det beskadigede område er ikke klart defineret til at begynde med, hvilket gør det nødvendigt at bruge 3D-scannede modeller til at identificere omfanget og placeringen af skaden.
Når de beskadigede områder er identificeret, bliver udfordringen at finde den bedst egnede metode til at rekonstruere det ødelagte område under hensyntagen til de uregelmæssige og ikke-glatte snit. Det kræver, at man tilpasser fyldmaterialet, så det matcher de unikke konturer i det beskadigede område.
Ved reparationer af ikke-kontrollerede områder skal printprocessen være usædvanlig præcis for at tage højde for de ikke-lineære og uregelmæssige former i det beskadigede område. Printeren skal navigere præcist i disse indviklede konturer for at sikre en problemfri integration af fyldmaterialet med den eksisterende struktur. At opnå en vellykket reparation i disse scenarier kræver omhyggelig opmærksomhed på detaljer og et højt niveau af præcision.
Da beskadiget materiale skal fjernes fra reparationsoverfladen for at sikre passende materialeegenskaber i skæringspunktet med det deponerede materiale, anbefales det på det kraftigste altid også at fjerne materiale for at gøre en ikke-kontrolleret overflade til en kontrolleret.
4.1.1. Reparation af kontrolleret område
Reparationer af kontrollerede områder er den mest anvendte metode på grund af deres effektivitet til at afhjælpe skader. Denne fremgangsmåde betragtes som standardpraksis, da den sikrer, at det berørte område er grundigt rengjort, og at potentielle defekter er udbedret, før man går videre med reparationsprocessen.
Ved at følge de fastlagte trin er placeringen af materiale og andre kritiske faktorer veldefinerede og afstemte, hvilket resulterer i en mere ligetil og konsekvent procedure.
Når man vælger at reparere kontrollerede områder, hjælper en præcis identifikation af overfladen med at optimere slicing-generationen, overfladekvaliteten og printstabiliteten. Uregelmæssige eller uensartede områder kan få deponeringshovedet til at undergå hurtige reorienteringer, hvilket fører til uregelmæssigheder under printprocessen såsom vibrationer.
Derfor er det at foretrække at arbejde med regelmæssige og definerede områder for at sikre en mere jævn reparationsproces.
Den typiske procedure for denne type reparation kan skitseres som følger:
- Identificer det beskadigede område.
- Forbered skære-/bearbejdningsprocessen under hensyntagen til fjernelse af eventuelle rester og optimering af skærekravene.
- Design en passende holder/fixtur (som ofte kan bruges til både bearbejdnings- og printprocesser).
- Bearbejd emnet med en subtraktiv maskine (f.eks. en CNC-fræsemaskine, en drejebænk, en slibemaskine m.m.).
- Påfør overtykkelse i CAD-modellen, og forbered det materiale, der skal tilføjes, ved at skære det i passende skiver.
- Placer holderen og emnet på plads.
- Implementer 3-punkts kalibreringsmetoden for at sikre nøjagtig justering.
- Juster CAD/CAM-systemet, så det matcher emnets reelle position.
- Forbered værktøjsbanen.
- Begynd reparationsprocessen.
Ved at følge denne procedure kan reparationer af kontrollerede områder udføres effektivt, hvilket sikrer en vellykket og præcis restaurering af den beskadigede del.
Når man sigter mod høje tolerancer eller lav overfladeruhed, anbefales det at anvende overtykkelse på det fyldmateriale, der bruges til reparationen, for at sikre tilstrækkeligt materiale til efterbehandlingen. Omfanget af den nødvendige overtykkelse afhænger af emnets geometri, det anvendte materiale eller det ønskede nøjagtighedsniveau. Selv om de specifikke værdier kan variere, er en overtykkelse på 1,5 den generelle anbefaling.
Ved at inkludere dette forsætlige ekstra materiale giver det en margin til efterfølgende efterbehandlingsprocedurer som slibning, polering eller bearbejdning for at opnå de tilsigtede tolerancer og overfladefinish. Disse processer involverer fjernelse af materiale fra overfladen, og overtykkelsen kompenserer for eventuelle afvigelser eller ujævnheder, der kan opstå under disse operationer.
I betragtning af at den overflade, der skal repareres, er veldefineret, bliver processen med at generere værktøjsbaner en meget ligetil opgave, der gør det muligt at generere glatte værktøjsbaner.
Her er eksempler på anvendelser, hvor det er tilrådeligt udelukkende at vælge reparationer i kontrollerede områder på grund af de involverede komponenters kritiske natur.
- Motorkomponenter til luft- og rumfart: Reparation af kritiske dele til rumfartsmotorer kræver et kontrolleret område for at opretholde præcise metallurgiske egenskaber og sikre sikkerhed og pålidelighed under højspændingsforhold.
- Medicinske implantater: Reparation af medicinske implantater kræver et kontrolleret område på grund af de strenge hygiejne- og kvalitetsstandarder, der er nødvendige for at sikre patientsikkerhed og overholdelse af lovgivningen.
- Maskindele med høj præcision: Komponenter, der bruges i præcisionsmaskiner eller udstyr, kræver ofte reparationer i kontrollerede miljøer for at opretholde de strenge tolerancer, der er nødvendige for korrekt funktion.
- Komponenter til halvlederfremstilling: Reparation af dele, der bruges i halvlederfremstillingsprocesser, kræver kontrollerede forhold for at forhindre kontaminering, der kan påvirke halvlederproduktionen negativt.
4.1.2 Reparation i ikke-kontrolleret område
I visse scenarier kan der være behov for at reparere områder, der mangler veldefinerede grænser. Heldigvis, Meltios teknologi giver bemærkelsesværdig præcision og kontrol over reparationsprocessen, og gør det muligt at tilpasse fyldmaterialet til sådanne utydelige områder.
Det er vigtigt at etablere en indledende tilnærmelse til reparationen, og for at opnå dette bør der udføres en 3D-scanning før reparationsproceduren. Denne scanning skaber en model, der giver et skøn over, hvor fillermaterialet skal påføres. Nøjagtigheden af denne tilnærmelse afhænger i høj grad af scanningsopløsningen, især når det gælder om at fange indviklede detaljer i det beskadigede område.
Denne reparationsstrategi er især værdifuld, når der er tale om ødelagte områder med flere spalteretninger. Ved hurtigt at justere deponeringshovedets retning kan processen effektivt navigere gennem disse kompleksiteter. Det er værd at bemærke, at det kan være en udfordring at opretholde stabilitet og sikre ensartethed under reparationsprocessen på grund af de hurtige reorienteringer.
Ved at udnytte mulighederne i Meltios teknologi, kombineret med præcis 3D-scanning og tilpasningsdygtigt fyldmateriale, bliver det muligt at reparere dårligt definerede områder. Denne tilgang muliggør effektive reparationer, selv i komplicerede scenarier, der involverer uregelmæssige former og varierende rip-retninger.
Ved denne reparationsstrategi udviser genereringen af værktøjsstien en mangel på glathed i forhold til det kontrollerede område, der skal replikeres.
Reparationer i ikke-kontrollerede områder er især fordelagtige i scenarier, hvor komponentintegritet, sikkerhed og overholdelse af lovgivningen ikke er kritiske faktorer.
- Huse til industrielt udstyr: Reparation af overfladiske skader på udstyrshuse, som dem, der bruges i produktion eller byggeri, kræver måske ikke det strenge miljø i et kontrolleret område.
- Komponenter til landbrugsmaskiner: Reparation af visse dele af landbrugsmaskiner, som ikke-kritiske strukturelle elementer, kan udføres uden for et kontrolleret område, især når reparationerne ikke er sikkerhedskritiske.
- Forbrugsvarer: Reparation af metaldele i forbrugerprodukter som køkkenmaskiner, værktøj eller fritidsudstyr kan ofte udføres i ikke-kontrollerede omgivelser.
- Kunstnerisk metalarbejde: Reparation af mindre ufuldkommenheder på kunstneriske metalkreationer, skulpturer eller dekorative genstande kan typisk udføres uden behov for et kontrolleret miljø.
4.2. Fordele ved W-LMD-reparation
Ved at udnytte kraften i laserteknologi og metallurgi genopretter W-LMD ikke kun komponenter til deres oprindelige tilstand, men forbedrer også deres holdbarhed og ydeevne. Nogle af de fordele, der gør W-LMD til et enestående valg til reparation af metalkomponenter, er beskrevet nedenfor.
- Præcision og nøjagtighed: Brugen af en laserstråle til at smelte og smelte et trådmateriale på det beskadigede område giver en meget præcis kontrol.
- Minimal varmepåvirket zone (HAZ): Den fokuserede laserstråle genererer lokal varme, hvilket minimerer den varmepåvirkede zone omkring reparationsområdet. Det reducerer risikoen for forvrængning, skævvridning og ændringer i materialets egenskaber.
- Forbedret metallurgisk binding: Den metallurgiske binding, der opnås med W-LMD, er stærk og pålidelig og overgår ofte grundmaterialets egenskaber. Dette fører til forbedrede mekaniske egenskaber og overordnet komponentintegritet.
- Alsidighed i materialer: W-LMD kan arbejde med en bred vifte af metalmaterialer, herunder rustfrit stål, legeringer af blødt stål, kulstofstål, nikkelbaserede legeringer og titaniumlegeringer.
- Høje aflejringshastigheder: Den kan opnå høje deponeringshastigheder, hvilket muliggør hurtigere reparationer og reduceret nedetid for industrielt udstyr og maskiner.
- Reduceret materialespild: Da det er en kontrolleret proces, der kun aflejrer materiale, hvor det er nødvendigt, minimeres materialespildet, hvilket reducerer behovet for omfattende bearbejdning efter reparationen.
- Fjerntliggende og utilgængelige reparationer: Det kan automatiseres og udføres ved hjælp af robotsystemer, hvilket giver mulighed for reparationer på svært tilgængelige eller farlige steder uden at risikere menneskers sikkerhed.
- Reduceret nedetid: Med sin effektivitet kan W-LMD reducere nedetiden for reparationsapplikationer betydeligt, hvilket fører til øget driftseffektivitet.
4.3. Centrering og kalibrering af dele
Et afgørende aspekt af reparationer inden for additiv fremstilling involverer korrekt fiksering til den additive proces. I tilfælde af hybridsystemer, der indeholder både subtraktive og additive funktioner, håndterer kalibreringsmetoden i systemet positioneringen og justeringen, hvilket reducerer behovet for omfattende fiksering. Men når det drejer sig om reparationer med robotarme, som ikke har en intern kalibreringsprotokol, bliver fiksering og kalibrering en kritisk faktor.
Der kræves typisk en specialiseret fikstur til reparationer med robotarme, og fiksturdesignet skal være meget præcist fra starten for at minimere afvigelser mellem det faktiske scenarie og simuleringen. Det indebærer indbygning af funktioner som dobbelte stifter, skulderskruer med kraver og referencepunkter til kalibrering, blandt andre.
På trods af omhyggelige justeringer og veldesignede fiksturer vil der altid være en vis grad af afvigelse fra simuleringen. I visse tilfælde kræver reparationer måske ikke ekstrem præcision, og en korrekt pasform i fiksturet kan være tilfredsstillende.
Det anbefales dog generelt at kalibrere emnet, før printprocessen påbegyndes. Det er her, betydningen af referencepunkter kommer ind i billedet.
Brugen af referencepunkter er afgørende for at opnå en nøjagtig kalibrering. En almindelig tilgang er 3-punktskalibrering, hvor man vælger tre tilsvarende punkter på både den fysiske del og CAD/CAM-simuleringen.
Ved at etablere disse referencepunkter og anvende en transformationsmatrix kan simuleringen justeres, så den matcher den præcise placering af den aktuelle del. Det er vigtigt at bemærke, at denne kalibreringsproces skal gentages, hver gang holderen eller fixturen skrues af og samles igen.
Ved at implementere en grundig fikserings- og kalibreringsstrategi kan reparationsprocesser i additiv fremstilling udføres med større præcision og pålidelighed, hvilket sikrer optimal tilpasning mellem den virtuelle model og den fysiske komponent, der repareres.
4.4. Begrænsninger
Begrænsningerne for W-LMD med Meltio er relateret til deponeringshovedets tilgængelighed og nogle designbegrænsninger, der er iboende i teknologien.
- Tilgængelighed af deponeringshoved: Det er en afgørende overvejelse, da opsætningen af udstyret kan udgøre en udfordring, når man forsøger at reparere komponenter med indviklede geometrier eller på trange steder. Komponenter, der har begrænsede åbninger eller komplekse interne strukturer, kan give problemer med at placere deponeringshovedet uden risiko for kollision. Det er afgørende for en vellykket W-LMD-reparation, at deponeringshovedet kan placeres korrekt for at få adgang til reparationsområdet.
- Begrænsninger i designet: Disse begrænsninger omfatter faktorer som minimum vægtykkelse, minimum spaltebredde, minimum lodret huldiameter og påkrævede overhængsvinkler. Det er vigtigt at overholde disse overvejelser for at opnå succes, samtidig med at man effektivt udnytter teknologiens muligheder.
TIP: Hvis du vil dykke dybere ned i dette aspekt, kan du tjekke Meltios retningslinjer for design.
4.5. Reparation + forbedring
Kombinationen af reparation og forbedring i Wire-Based Laser Metal Deposition (W-LMD) henviser til en omfattende tilgang, hvor ikke kun delens oprindelige funktionalitet genoprettes, men også dens ydeevne og holdbarhed kan forbedres ud over deres oprindelige tilstand.
Ud over at imødekomme de umiddelbare reparationsbehov giver W-LMD mulighed for at forbedre den reparerede dels egenskaber. Dette kan involvere forskellige strategier:
- Materialevalg: Valget af deponeringsmateriale kan skræddersys til at forbedre specifikke egenskaber som slidstyrke, korrosionsbestandighed eller varmeledningsevne, afhængigt af applikationskravene.
- Overfladebelægning: Det reparerede område kan belægges med materialer, der giver overlegen beskyttelse mod eksterne faktorer og forbedrer delens levetid og ydeevne.
- Forstærkning: Ved at justere deponeringsparametrene kan det reparerede område gøres stærkere end det oprindelige, hvilket bidrager til emnets samlede styrke og bæreevne.
- Strukturel modifikation: Designændringer kan introduceres under reparationsprocessen for at forbedre delens strukturelle integritet eller optimere dens ydeevne i en given applikation.
- Funktionelle opgraderinger: Gennem præcis deponering kan der tilføjes funktionelle egenskaber eller modifikationer til delen, en proces, der kaldes Feature Addition. Dette gør delen mere alsidig eller bedre egnet til dens driftsmiljø.
Ved at integrere disse forbedringsaspekter i reparationsprocessen tilbyder W-LMD-teknologien en omfattende tilgang til vedligeholdelse og opgradering af metaldele. Denne kombination af reparation og forbedring maksimerer værdien af teknologien, forlænger komponenternes livscyklus og optimerer samtidig deres ydeevne til forskellige anvendelser.
Efter Reparationsstrategier med Wire-LMD blev vist første gang den Meltio.
