Addytywnie wytwarzane narzędzia specjalne do obróbki silników elektrycznych.
Druk 3D metalu otwiera nowe możliwości w projektowaniu narzędzi skrawających
Rozwój technologii przyrostowych w produkcji metali sprawia, że druk 3D coraz częściej znajduje zastosowanie nie tylko w produkcji części końcowych, ale również zaawansowanych narzędzi skrawających. Doskonałym przykładem jest specjalistyczne narzędzie przeznaczone do obróbki otworu stojana (stator hole) w obudowie silnika elektrycznego.
Narzędzie zostało wykonane metodą druku 3D z proszku stali narzędziowej, a jego powierzchnie skrawające wyposażono w ostrza PCD (Polycrystalline Diamond – diament polikrystaliczny). Połączenie wysokiej wytrzymałości materiału bazowego z wyjątkową odpornością ostrzy na zużycie pozwala osiągnąć wysoką wydajność oraz stabilność procesu obróbki.
Zdj.: Lekkie narzędzie obróbkowe, wykonane metodą druku 3D z metalu, przeznaczone do maszyn o niskiej mocy wrzeciona.
Lekka konstrukcja dla maszyn o ograniczonej mocy
Kluczowym założeniem projektu było stworzenie narzędzia dedykowanego obrabiarkom wyposażonym we wrzeciona o niewielkiej średnicy i ograniczonej mocy. W przypadku tradycyjnie wytwarzanych narzędzi uzyskanie odpowiedniej sztywności wymagałoby zastosowania znacznej ilości materiału, co skutkowałoby wysoką masą własną narzędzia.
Dzięki technologii addytywnej możliwe było zaprojektowanie zoptymalizowanej, lekkiej konstrukcji wewnętrznej, zachowującej wymaganą sztywność przy znacząco niższej wadze. Pozwala to na bezpieczną i efektywną pracę nawet na maszynach, które nie byłyby w stanie obsługiwać konwencjonalnych odpowiedników o podobnych gabarytach.
Większa efektywność procesu produkcyjnego
Zastosowanie lekkiego narzędzia drukowanego w 3D umożliwia wykonywanie zarówno licznych mniejszych otworów w obudowie silnika, jak i dużego otworu stojana na tej samej obrabiarce. Eliminuje to konieczność przenoszenia detalu pomiędzy różnymi stanowiskami produkcyjnymi oraz ogranicza liczbę przezbrojeń.
Takie rozwiązanie przekłada się na:
• skrócenie czasu produkcji,
• obniżenie kosztów operacyjnych,
• zwiększenie niezawodności procesu,
• redukcję zużycia energii,
• bardziej zrównoważoną produkcję.
Korzyści wynikające z wykorzystania druku 3D w narzędziach skrawających
Technologie addytywne pozwalają projektantom na tworzenie geometrii niemożliwych do wykonania metodami konwencjonalnymi. W przypadku narzędzi specjalnych oznacza to możliwość precyzyjnego dostosowania konstrukcji do konkretnego zadania obróbkowego, optymalizacji masy oraz poprawy właściwości dynamicznych.
W efekcie producenci mogą uzyskać narzędzia o lepszych parametrach użytkowych, przy jednoczesnym ograniczeniu zużycia materiału i kosztów eksploatacji.
PODSUMOWANIE
Przedstawione narzędzie do wykonywania otworu stojana w obudowie silnika elektrycznego pokazuje, jak duży potencjał posiada druk 3D metalu w obszarze narzędzi specjalnych. Addytywnie wytwarzana, lekka konstrukcja ze stali narzędziowej, wyposażona w ostrza PCD, umożliwia realizację wymagających operacji obróbczych na maszynach o niewielkiej mocy wrzeciona. To przykład rozwiązania, które jednocześnie zwiększa efektywność produkcji, poprawia bezpieczeństwo procesu oraz wspiera rozwój bardziej zrównoważonych technologii wytwarzania.
Żródło:
Additive manufacturing at CERATIZIT Team Cutting Tools | CERATIZIT

