การขึ้นรูปชิ้นงานด้วยเลเซอร์ที่มีศักยภาพ

ความท้าทาย

toolcraft ทำงานร่วมกับสถาบันสำหรับเทคโนโลยีเลเซอร์ (ILT) ใน Aachen อย่างใกล้ชิด สาเหตุก็คือทันทีที่เทคโนโลยีที่มีแนวโน้มว่าจะออกจากห้องปฏิบัติการวิจัย Christoph Hauck กรรมการผู้จัดการด้านเทคโนโลยีและฝ่ายขายของ toolcraft AG จะได้เตรียมพร้อมเพื่อนำเทคโนโลยีนั้นไปใช้ในการผลิตประจำวัน การขึ้นรูปชิ้นงานโลหะด้วยการเติมเนื้อวัสดุก็ถูกนำมาใช้ในการผลิตปี 2011 ด้วยวิธีดังกล่าวเช่นเดียวกัน รวมถึงวิธีที่คล้ายคลึงกันอย่างการขึ้นรูปชิ้นงานโลหะด้วยเลเซอร์ (LMD) ที่่ถูกนำมาใช้ในปี 2019 นักวิจัยของ ILT ทำให้ผู้ผลิตสินค้าอุปโภคบริโภคระดับนานาชาติที่มีชื่อเสียงหันมาสนใจในความเชี่ยวชาญของ toolcraft พวกเขาแนะนำว่า "ผู้คนที่นี่เต็มไปด้วยวิสัยทัศน์" การใช้งานของลูกค้าก็เป็นแบบที่ Christoph Hauck คาดหวังไว้กับการขึ้นรูปชิ้นงานโลหะด้วยเลเซอร์ เครื่องมือที่มีชั้นการทำงานที่ก่อนหน้านี้สร้างโครงสร้างโดยวิธีการกัดจะผลิตขึ้นอย่างคุ้มค่าและยั่งยืนมากขึ้นเมื่อใช้วิธีการขึ้นรูปชิ้นงานโลหะด้วยเลเซอร์ แนวคิดคือตัวฐานทำจากวัสดุที่ราคาย่อมเยาและสร้างโครงสร้างโดยการขึ้นรูปชิ้นงานโลหะด้วยเลเซอร์ ในขณะเดียวกันก็มีข้อดีตรงที่ว่าเครื่องมือนี้สามารถซ่อมแซมได้อย่างง่ายดายหากโครงสร้างสึกหรอ แม้ว่าคุณ Hauck จะไม่ได้รับคำสั่งซื้อเครื่องมือดังกล่าวอย่างต่อเนื่อง แต่เขาก็เต็มใจรับความเสี่ยงไว้และมอบหมายให้ TRUMPF ออกแบบเครื่องจักรพิเศษ โดยเครื่องจักรดังกล่าวต้องไม่ใช่แค่ผลิตเครื่องมือได้อย่างเดียว แต่ต้องสามารถทำทุกอย่างที่เกี่ยวกับการขึ้นรูปชิ้นงานโลหะด้วยเลเซอร์ได้ ตั้งแต่การพัฒนาพารามิเตอร์กระบวนการ การทดสอบวัสดุ ไปจนถึงการวัดคุณภาพ และวัดการสึกหรอ

โซลูชัน

หัวใจของเครื่องจักรพิเศษของ toolcraft คือ TruLaser Cell 3000 เครื่องเลเซอร์แบบ 5 แกนได้รับการพัฒนาโดย TRUMPF ให้เป็นเครื่องขนาดกะทัดรัดสำหรับการเชื่อมและการตัดแบบสองและสามมิติรวมทั้งสำหรับการขึ้นรูปชิ้นงานโลหะด้วยเลเซอร์์ เพื่อให้สามารถจัดการกับชิ้นส่วนขนาดใหญ่และมีน้ำหนักมากในลักษณะสมมาตรเชิงการหมุนได้ เครื่องจักรพิเศษจึงติดตั้งชุดหมุนและป้อนที่มีแท่นเครื่องยาว 6 เมตร แท่นเครื่องครอบคลุมทั้งเครื่องและสามารถใช้เพื่อขนถ่ายได้อย่างง่ายดาย แกน NC จัดตำแหน่งชิ้นส่วนในพื้นที่ทำงานได้อย่างปลอดภัย แต่มีแค่แกนหมุนเสริมเท่านั้นที่ช่วยให้การทำงานกับชิ้นส่วนที่มีน้ำหนักมากมีความเร็วและไดนามิกเท่าที่จำเป็น แกนหมุนทั้งสองมีตัวขับเคลื่อนแบบซิงโครไนซ์ นอกจากนี้้แกนทั้งสองยังสามารถเคลื่อนเข้าหากันหรือแยกออกจากกัน เพื่อจัดการกับชิ้นส่วนที่มีความยาวต่างกันได้อีกด้วย 

ทีมพัฒนาได้เชื่อมต่อโมดูลเสริมเข้ากับด้านหนึ่งของ TruLaser Cell 3000 พื้นที่ทำงานประกอบด้วยส่วนรองรับการตัดแบบ 2 มิติและส่วนต่อประสานอุปกรณ์จับยึดที่ยืดหยุ่น ซึ่งช่วยให้สามารถติดตั้งโมดูลเสริมในแบบโมดูลาร์ได้ แกนหมุนแนวตั้งใช้สำหรับจัดการชิ้นส่วนที่่ไม่สมมาตรเชิงการหมุน เครื่องสแกนที่มีส่วนต่อประสานเข้ากับสภาพแวดล้อม Siemens NX ที่ toolcraft สามารถใช้เพื่อตรวจสอบคุณภาพของการเชื่อม LMD และในกรณีของชิ้นส่วนเก่า สามารถตรวจดูการสึกหรอของงานด้วยสายตาได้ "การขึ้นรูปชิ้นงานโลหะด้วยเลเซอร์ความเร็วสูง (HS-LMD)" ซึ่งเป็นเทคโนโลยีในตัวช่วยให้ toolcraft สามารถเคลือบผิวชิ้นส่วนที่สมมาตรเชิงการหมุนได้อย่างรวดเร็วและมีความหนาของชั้นต่ำ

การทำให้เป็นจริง

toolcraft และ TRUMPF ร่วมงานกันอย่างใกล้ชิดมาเป็นเวลาหลายปี Christoph Hauck และ Florian Schlund จึงไม่รู้สึกแปลกใจที่นักพัฒนาจาก Ditzingen จะมองว่าข้อกำหนดจำนวนมากจากสเปคของผลิตภัณฑ์คือความท้าทายและโอกาส ที่จะนำมาออกแบบให้กลายเป็นสิ่งที่เหนือชั้นต่อไป "ผู้ติดต่อของเราที่ TRUMPF เป็นกุญแจสู่ความสุขของเรา เขามีความกระตือรือร้นในเรื่องนี้มากพอๆ กับเราและตอบสนองความต้องการทั้งหมดของเราได้อย่างดีเยี่ยม" Christoph Hauck กล่าวอย่างกระตือรือร้น

วิสัยทัศน์

ในตอนนี้ toolcraft ได้รับคำสั่งซื้อจากผู้ผลิตสินค้าอุปโภคบริโภคแล้ว แต่นั่นไม่ใช่ทั้งหมด สำหรับ toolcraft แล้ว นี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น "เนื่องจากการทำงานแบบไฮบริด ตอนนี้เราจึงสามารถผลิตชิ้นส่วนใหญ่ได้แล้ว" คุณ Hauck อธิบาย "เราสร้างชิ้นส่วนขนาดเล็กในผงวัสดุและเชื่อมเข้าด้วยกันโดยใช้วิธีการขึ้นรูปชิ้นงานโลหะด้วยเลเซอร์ ซึ่งก่อนหน้านี้เราต้องใช้แรงงานคนและเวลาไปกับกระบวนการนี้ถึงสิบชั่วโมง แต่ TruLaser Cell 3000 ช่วยให้เราสามารถทำขั้นตอนดังกล่าวได้โดยอัตโนมัติและใช้เวลาเพียงหกชั่วโมงเท่านั้น" ไอเดียใหม่ๆ ผุดขึ้นมาเสมอเช่นเดียวกับที่นักวิจัยของ ILT ได้กล่าวไว้ว่า toolcraft นั้นมีวิสัยทัศน์มากมาย จึงไม่ใช่เรื่องแปลกที่ Christoph Hauck กำลังคิดถึงความเป็นไปได้ที่จะซื้อเลเซอร์พัลส์สั้นมากเข้ามาเพิ่มเติม "อาจมีการพัฒนาเครื่องจักรต่อไป" เขากล่าวพร้อมรอยยิ้ม