Soluciones de reparación de piezas de turbinas por manufactura aditiva para metales
Nikon Corporation anuncia Lasermeister LM300A, su sistema de manufactura aditiva de metales que utiliza la tecnología de deposición de energía dirigida (DED), así como el Lasermeister SB100, un escáner 3D complementario. Estos equipos representan lo último en tecnología de soluciones de fabricación avanzada de Nikon.
La serie de sistemas de manufactura aditiva de metales Lasermeister 100A se lanzó con fines principalmente de investigación. Ahora, Nikon presenta esta última solución desarrollada para aplicaciones industriales. Sobre la base de las capacidades de procesamiento de alta precisión probadas de los sistemas anteriores, el LM300A tiene un área de construcción ampliada y también está equipado con el escáner 3D SB100. Este escáner 3D avanzado es compatible con la automatización de fábricas al permitir a los usuarios capturar cada pieza de trabajo con solo hacer clic en un botón y luego genera los datos de la trayectoria de la herramienta para que comience el proceso de impresión 3D. Estos equipos aditivos y de captura ofrecen un enorme valor a la industria, especialmente para aplicaciones como la reparación de álabes y moldes de turbinas.
Antecedentes de desarrollo
A este día, las hojas de turbina se utilizan en motores de aviones y generadores de energía para ayudar a extraer energía del gas caliente. Sin embargo, debido a la exposición a condiciones adversas, estos álabes de turbina se degradan con el tiempo y periódicamente se desgastan y deben repararse para continuar usándolos. El proceso tradicional de reparación de los álabes de las turbinas consiste en cortar y raspar el área desgastada de cada uno, lo que lleva tiempo y genera desperdicio. A continuación, el alabe se solda manualmente para su reparación y se realiza un rectificado para restaurar la pieza a su forma ideal. Este riguroso proceso de reparación presenta implicaciones como las dificultades para tener soldadores calificados, lo que puede provocar problemas de consistencia de calidad y largos tiempos de entrega.
Para hacer frente a los numerosos retos del proceso de reparación convencional, Nikon desarrolló la LM300A y la SB100 como una solución que reduce el tiempo de entrega hasta en un 65%* del proceso de soldadura convencional y minimiza los requisitos de post proceso. Además del ejemplo del alabe de turbina mencionado anteriormente, esta tecnología innovadora proporcionará un gran valor a la industria del automóvil, ferrocarril, maquinaria y otras aplicaciones de reparación.
1. *Basado en cálculos de Nikon.
Beneficios
Escaneo y generación de trayectorias de herramientas
Simplemente colocando una pieza de trabajo (por ejemplo, un alabe desgastado) dentro del SB100, con solo hacer clic en un botón, el módulo comienza a escanear y medir la pieza de trabajo dentro de la cámara. A continuación, compara su forma real actual con su modelo CAD ideal para extraer la diferencia, utilizando una función de escaneo de alta precisión incorporada.
A continuación, el SB100 genera automáticamente los datos de la trayectoria de la herramienta para la reparación específica de cada pieza de trabajo dañada o desgastada. Todo este proceso se completa fácilmente y no requiere ninguna habilidad especial ni corte manual del área de reparación.
Después, los datos de la trayectoria de la herramienta se transfieren a la LM300A para iniciar la manufactura aditiva de metales de alta precisión. Una vez que se completa el proceso aditivo, la pieza de trabajo se puede volver a colocar en SB100, donde se escaneará e inspeccionará para confirmar que la reparación se realizó según su modelo ideal. Esta automatización y forma de trabajo optimizado contribuyen a reducir los costos y el tiempo de entrega para los usuarios industriales.
Procesamiento de alta precisión para diversos materiales metálicos
El equipo LM300A realiza un procesamiento que aprovecha la avanzada tecnología de control óptico y de precisión desarrollada a lo largo de décadas de sistemas de litografía de semiconductores de Nikon. En el caso de la reparación de álabes de turbina, por ejemplo, el LM300A puede procesar con una precisión de +0 mm a una diferencia máxima de +0.5 mm para la dirección del eje XY y de +0.5 mm a una diferencia máxima de +1.5 mm para la dirección del eje Z, logrando una precisión muy alta. Además, el control de potencia del láser en tiempo real mediante el sistema de retroalimentación de fusión ofrece un acabado superficial suave y un procesamiento preciso de las piezas, se logra una reparación sin grietas con una calidad y estabilidad óptimas.
La capacidad de construir sobre piezas existentes con alta precisión y proporcionar esta solución de reparación avanzada que es compatible con una variedad de materiales es un beneficio clave de la tecnología de manufactura aditiva de Nikon. El LM300A admite materiales metálicos como aleaciones a base de níquel (Ni625, Ni718), acero inoxidable (SUS316L), acero de alta velocidad (SKH51 / M2 / HS6-5-2) y aleación de titanio (Ti64 / Ti-6Al-4V), y también es un sistema abierto según los requisitos del cliente.
Especificaciones del Lasermeister LM300A
- Dimensiones (W x D x H): 1800 x 1350 x 2085 mm
- Peso: 1350 kg
- Capacidad de construcción: X: 297 ｘ Y: 210 ｘ Z: 400 mm
- Polvo de Nikon Aleación a base de níquel (Ni625, Ni718), Acero inoxidable (SUS316L), Acero de alta velocidad (SKH51/M2/HS6-5-2), Aleación de titanio (Ti64/Ti-6Al-4V)
- Ejes: XYZ
Especificaciones del Lasermeister SB100
- Dimensiones (W x D x H) 1040 x 1350 x 2085 mm
- Peso 730 kg
- Tamaño máximo de escaneo Φ330 mm ｘ H: 450 mm
Que son los sistemas de manufactura aditiva para metales o impresoras 3D metálicas
Los sistemas de fabricación aditiva metálica o impresoras 3D metálicas son máquinas que forman, construyen y dan forma a productos metálicos a partir de datos CAD 3D. Las formas complejas, como las estructuras de malla y retículas, o las estructuras huecas que son difíciles de crear con métodos convencionales como la fundición, la forja y el mecanizado, se pueden fabricar de manera aditiva para producir estructuras más livianas con mayor libertad de diseño.
A diferencia del método convencional de tallado a partir de un bloque de metal, este método de procesamiento aditivo forma directamente su forma final, por lo que en muchos casos será un método más eficiente y sostenible que minimiza la cantidad de materiales metálicos utilizados. También reduce el número real de piezas a través del procesamiento integrado y crea piezas ligeras y muy duraderas para aplicaciones que incluyen las industrias aeroespacial y automotriz, entre otras.
Fuente: Nikon
