Sistemas de fixação de ponto zero da AMF suportam a produção híbrida revolucionária

Não se pode ouvi-los e não se pode vê-los quando eles estão em operação. E, no entanto, eles são os verdadeiros mestres quando se trata de reduzir os tempos de configuração: O sistema de fixação de ponto zero Zero-Point da AMF. Com ele, é possível reduzir os tempos de configuração em até 90%. Isso convenceu os responsáveis na MATSUURA. Para suas máquinas híbridas revolucionárias que combinam métodos aditivos e subtrativos, o sistema de ponto zero da AMF Zero-Point agora garante que tudo corra bem e rápido, e que a rentabilidade seja excelente.

“O sistema Zero-Point da AMF torna os processos de equipagem em nossos sistemas da série Lumex repetíveis, confiáveis no processo e altamente econômicos”, enfatiza Holger Herrmann, chefe da tecnologia de aplicações AM Technology da MATSUURA Europe GmbH em Wiesbaden. Assim, os especialistas em fixação da AMF (Andreas Maier Fellbach) mostram mais uma vez que estão na vanguarda do desenvolvimento com seus módulos de fixação especialmente desenvolvidos para fabricação aditiva. Especialmente porque as máquinas Lumex não são máquinas tradicionais de Fabricação Aditiva – se é que isso pode-se dizer para uma tecnologia tão jovem.

Aditivo e subtrativo combinados em uma máquina

Com os sistemas híbridos de Fabricação Aditiva Lumex, a MATSUURA une a sinterização seletiva a laser (SLS) e a fresagem de alta velocidade (HSM) em uma única máquina. Combinando sinterização a laser e fresamento de alta velocidade, os componentes podem ser usinados por completo em uma máquina. Processos para retrabalho por outros métodos de processamento em outras máquinas são necessários apenas para requisitos especiais. O sistema Zero-Point da AMF traz as melhores condições para ambos os mundos de produção.

No processo exclusivo que a MATSUURA oferece em duas máquinas Lumex, o pó metálico é depositado em uma forma tridimensional arbitrária por fusão seletiva a laser no leito do pó. Um espelho de galvanômetro guia o laser de fibra, que é de 500 ou 1000 watts, dependendo do projeto da máquina, com grande precisão para o local desejado. Após cada passagem, os raspadores redistribuem o pó metálico na mesa da máquina, que foi movida para baixo. Até agora, este é um processo de impressão 3D, como é conhecido. No entanto, depois de dez camadas de pó, cada uma com uma espessura de camada de 50 μm, algo de novo acontece. A placa de base ou de substrato não desce mais – de modo que o aplicador pode agora aplicar a próxima camada de pó – mas sim se imobiliza.

A cabeça de fresagem vem “das profundezas do recinto”

Agora, a cabeça de fresagem surge do nada, sendo que seu fuso de alto desempenho acelera a fresa para até 45.000 rpm. Ele agora percorre os contornos externos e os retifica, por exemplo, com uma fresa esférica R2, uma parte da medida. “Não é permitido fresar até as dimensões finais, porque o material quente esfria e, com isso, a geometria ainda muda”, explica Herrmann. Este processo é repetido a cada dez camadas geradas pelo laser. Um trocador de ferramentas contém 20 ferramentas disponíveis. Entre eles estão os pré-fresas para desbaste da medida de usinagem gerada pela fusão a laser. Após três vezes dez camadas, ou seja, após 1,5 mm, o contorno final é criado com a ferramenta de retificação nos pontos em que o componente tenha esfriado um pouco. “Nós alcançamos maior precisão aqui em comparação com o processo de AM puro, especialmente em locais mais difíceis ou não mais acessíveis”, diz Herrmann. Isso vai até 0,005 mm e até Rz 3,5 µm em comparação com 0,05 mm e Rz 25 µm. Além disso, tudo que é possível através das possibilidades ideais do projeto, por exemplo, dutos de refrigeração na fabricação de ferramentas e moldes, não pode ser suficientemente elogiado aqui. Assim, no final do processo, na maioria dos casos, o componente, finalizado com a placa base, pode ser liberado dos módulos de fixação de ponto zero da AMF.

Potência invisível da tecnologia de fixação no subsolo

Até agora, os processos visíveis na área superior da mesa da máquina. O que acontece no subsolo, fica escondido ao observador, mas não é menos crucial. Os módulos de fixação de ponto zero, especialmente adaptados pela AMF para a fabricação aditiva, atendem aos requisitos especiais e aceleram os processos de configuração. Aqui, os materiais e procedimentos cuidadosamente selecionados são usados, para que os módulos de fixação do ponto zero desafiem as condições muitas vezes adversas.

Assim, o processo de impressão 3D está sujeito a temperaturas muito altas. No ponto de fusão do metal no leito de pó, a temperatura é de 1400° C. Mesmo que os módulos de fixação estejam localizados sob uma placa de 30 milímetros de espessura, temperaturas de até 150° C e mais ainda estarão lá. A AMF, portanto, usa vedações e agentes que possam suportar isso. Para garantir que a confiabilidade e a repetibilidade do processo não sofram as flutuações de temperatura de aquecimento e resfriamento constante, os colaboradores de Fellbach usam cuidadosamente materiais e processos selecionados. Só então os módulos de fixação de ponto zero podem atender aos requisitos. Superfícies endurecidas são apenas um exemplo. Sim, e eles ainda precisam atender aos requisitos usuais do processo de fabricação subtrativo. "Mas é claro que isso não é um problema", diz Manuel Nau, gerente de vendas da AMF, "porque é de onde viemos".

Tensão direta da peça de trabalho: A placa de base faz parte do produto

Nos modelos Lumex da MATSUURA são utilizados módulos de fixação de encaixe AMF K5.3 para fabricação aditiva. Eles se abrem pneumaticamente a uma pressão operacional de 5 bar, disponível em todas as salas de produção – e com apenas uma conexão. Cinco módulos aceitam os pernos de fixação, que são montados sob a placa de base 3D. Esta é praticamente uma tensão direta da peça de trabalho. “Afinal de contas, nossos clientes de moldes e formas nem mesmo precisam separar a placa de base do produto 3D acabado”, enfatiza Herrmann, citando posteriormente o retardo das formas mais endurecidas como o motivo.

Os módulos de fixação incorporados K5.3 realizam forças de tração de 1,5 kN e forças de retenção de 13 kN. O bloqueio é feito por força de mola, de modo que após a abertura e a introdução do perno de fixação, as linhas de pressão podem ser desconectadas a qualquer momento. O contorno ideal do perno de fixação, uma retração e extensão livres de inclinação e, portanto, o travamento seguro dos módulos de fixação é garantido, mesmo que a placa tenha sido levemente inclinada. A sopragem opcional e integrada dos módulos de fixação, bem como um controle de execução para consultas no contexto de processos automatizados, não são instalados nos sistemas Lumex, mas sim podem ser fornecidos de fábrica pela AMF a qualquer momento.

No entanto, a MATSUURA não quer perder a velocidade de configuração que eles atingem com o sistema Zero-Point da AMF. Herrmann também explica por que: “Ao reduzir o tempo de produção em até 65%, por exemplo, em ferramentas de moldagem por injeção, estamos oferecendo aos nossos clientes Lumex uma enorme vantagem econômica com o processo híbrido. O sistema Zero-Point da AMF fornece um complemento ideal para muitas das aplicações que contribuem para a rentabilidade de todo o processo.” Antes do engenheiro de vendas da AMF, bem conhecido pela MATSUURA, ter proposto a solução Zero-Point, era complicado usar a tecnologia convencional. A placa de base foi aparafusada na mesa da máquina com quatro parafusos, alinhada com o calibrador cada vez e calibrada com um sensor de ponto zero. Esse processo de calibração demorado tinha que ser realizado novamente para cada componente. “Com o sistema Zero-Point da AMF, o tempo de configuração pode ser reduzido a um décimo do tempo”, diz Herrmann alegremente.

A tecnologia de fixação sinaliza uma vantagem de rentabilidade

E para o gerente de vendas da MATSUURA, Günter Brunn, equipar as máquinas Lumex com o sistema Zero-Point da AMF é um ato consequente. “Graças aos processos de configuração extremamente rápidos, já sinalizamos aos nossos clientes durante o aperto que estão se mudando para a Liga dos Campeões com nossos sistemas Lumex e estão economicamente em vantagem.” O fato de que alguns dos campeões trabalharem no segundo plano e, assim, não serem visíveis a maior parte do tempo, não é um problema para Manuel Nau: “Sabemos sobre os pontos fortes da nossa tecnologia de fixação de ponto zero, especialmente no ambiente difícil da Fabricação Aditiva. Nós gostamos de convencê-los com os fatos imbatíveis de economia de tempo.”