Fraunhofer IWS выпускает устройство POWDERscreen для мониторинга потока металлического порошка

Исследователи Института материалов и лучевых технологий им. Фраунгофера, Дрезден, разработали POWDERscreen - устройство для измерения расхода порошка при лазерной наплавке для более эффективного использования аддитивных процессов в промышленности, например, для высокоавтоматизированных производственных линий.

Решение будет продемонстрировано в мае 2022 года во время симпозиума "Материалы и аддитивное производство" (3. Fachtagung Werkstoffe und Additive Fertigung) в Немецком музее гигиены в Дрездене.

В процессе лазерной наплавки специальные сопла подают поток металлического порошка точно в фокус лазерного луча, в результате чего порошок наплавляется на поверхность заготовки. Идея системы заключается точном измерении того, какие металлы в каком количестве поступают в фокус лазера. Такой подход может снизить затраты, повысить качество производимых компонентов и сделать весь производственный процесс точно повторяемым, что особенно важно для высокотехнологичных отраслей промышленности.

"Пока что лазерная наплавка на основе порошка все еще не соответствует своему потенциалу, - считает Рико Хемшик, инженер Fraunhofer IWS, разработавший POWDERscreen. - С помощью расходомера мы делаем большой шаг к более эффективному, контролируемому и автоматизированному процессу аддитивного производства".

Отмечается, что POWDERscreen может быть установлен на любую технологическую головку для порошковой лазерной наплавки. Одним из примеров применения, в котором, как отмечается в пресс-релизе, решение особенно хорошо демонстрирует свои сильные стороны, является COAXquattro, разработанная в Fraunhofer IWS технологическая головка для подачи до восьми различных порошков или проволоки по отдельным каналам в фокус лазера для получения сплавов in situ. Поскольку COAXquattro поддерживает подачу до 30 граммов в секунду на канал, можно достичь значительной скорости подачи порошка. Благодаря большой скорости подачи комбинация COAXquattro и POWDERscreen особенно подходит для высокопроизводительных процессов, когда требуется создание или обработка крупных и сложных деталей с высоким качеством и скоростью.

POWDERscreen также можно комбинировать с другими системами мониторинга процессов, разработанными Fraunhofer IWS. К ним относятся камера Emaqs для контроля процесса, блок датчиков COAXjay или система измерения геометрии конуса порошка LIsec. Благодаря своим интерфейсам POWDERscreen может быть интегрирован вместе с этими устройствами в современные промышленные среды или решения для промышленного Интернета вещей (IIoT).

В будущем такие комбинированные системы мониторинга процессов могут также использоваться для независимого создания цифровых двойников аддитивно изготовленных компонентов. Информация о том, где лазер расплавил порошок, в каком количестве, может быть автоматически объединена в виртуальную компьютерную модель.

Исследователи из Fraunhofer IWS видят большой потенциал применения POWDERscreen, в частности, в аэрокосмической промышленности. Там, например, система может быть использована для воспроизведения и ремонта лопаток турбин сложной формы с помощью аддитивных процессов с неизменно высоким качеством. То же самое относится к штамповочным инструментам в автомобилестроении или к производству прототипов практически во всех отраслях промышленности.