ENG FB kontakt

20.04.2024

Strona główna Lipiec 2018 Hybrydowe procesy kształtowania wyrobów, integrujące techniki przyrostowe i ubytkowe *

Hybrydowe procesy kształtowania wyrobów, integrujące techniki przyrostowe i ubytkowe *

Hybrid manufacturing of metallic parts integrated additive and subtractive processes

Wit Grzesik   |   29-06-2018

Mechanik nr 07/2018 - Obróbka - inne rodzaje

STRESZCZENIE: Przedstawiono nową koncepcję hybrydowego kształtowania złożonych wyrobów, bazującą na integracji techniki przyrostowej oraz wykańczającej obróbki ubytkowej na jednej obrabiarce CNC. Ta koncepcja jest intensywnie rozwijana w ramach strategii Produkcja/Wytwarzanie 4.0. Podano zasady i możliwości technologiczne integracji laserowego napawania proszkowego i wykańczającego toczenia/frezowania w różnych zastosowaniach przemysłowych, takich jak: kształtowanie przyrostowe dodatkowych elementów w złożonych geometrycznie wyrobach, nanoszenie warstw funkcjonalnych oraz naprawa zużytych lub uszkodzonych, dużych i drogich elementów, np. łopatek i obudów turbin lotniczych. Omówiono stosowane strategie technologiczne, programy CAD/CAM i rozwiązania konstrukcyjne obrabiarek hybrydowych CNC.

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka hybrydowa, obróbka przyrostowa, obróbka ubytkowa CNC, naprawa części, obrabiarki hybrydowe

ABSTRACT: This review paper highlights the hybrid manufacturing processes which integrate the additive and subtractive processes performing on one hybrid platform consisting of the LMD (laser metal deposition) unit and multi-axis CNC machining center. This hybrid technology is rapidly developed and has many applications in Production/Manufacturing 4.0 including the LRT (laser repair technology). In particular, some important rules and advantages as well as technological potentials of the integration of a powder metal deposition and finishing CNC milling/turning operations are discussed and overviewed. Some representative examples such as formation of difficult features around the part periphery, deposition of functional layers and coatings and repair of high-value parts in aerospace industry are provided. Moreover, the technological strategies, CAD/CAM and CAI programs and construction designs of the hybrid manufacturing platforms are explained. Some conclusions and future trends in the implementation of hybrid processes are outlined.

KEYWORDS: hybrid machining, additive machining, CNC machining, repair technology, hybrid machine tools

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

  • Grzesik W. „Hybrydowe procesy obróbki ubytkowej. Definicje, zasady tworzenia i znaczenie w przemyśle”. Mechanik. 91, 5–6 (2018): s. 338.
  • Grzesik W. „Wizje i strategie wytwarzania”. Cz. I i II. Mechanik. 83, 3 (2010): s. 145–148 (cz. I), 4 (2010): s. 232–239 (cz. II).
  • Grzesik W. „Podstawy skrawania materiałów konstrukcyjnych”. Warszawa: PWN, 2018.
  • Jones J.B. “The synergies of hybridizing CNC and additive manufacturing”. Hybrid Manufacturing Technologies Ltd, 2014.
  • Manogharan G., Wysk R., Harrysson O., Aman R. “AIMS – a metal additive hybrid manufacturing system: system architecture and attributes”. Procedia Manufacturing. 1 (2015): s. 273–286.
  • Mazak’s VC-500 AM Hybrid Speeds Multitasking, Additive Manufacturing (2016), www.mazak.com.
  • Additive manufacturing in milling quality, 2017, www.dmgmori.com.
  • Reclaim Project – Remanufacturing the Future, 2012, www.catapult.org.uk.
  • Sottak T. “Hybrid Manufacturing. 3D printed metals – core applications”. www.optomec.com.
  • Nagel J.S., Liou F.W. “Hybrid manufacturing system. Design and Development”. Manufacturing Systems (Chapter 11), ed. F.A. Aziz, InTech Europe, Rijeka, 2012.
  • Du W., Bai Q., Zhang B. “A novel method for additive/subtractive hybrid manufacturing of metallic parts”. Procedia Manufacturing. 5 (2016): s. 1018–1030.
  • Flynn J.M., Shokrani A., Newan S.T., Dhokia V. “Hybrid additive and subtractive machine tools – research and industrial developments”. Int. Journal of Machine Tools & Manufacture. 101 (2016): s. 79–101.
  • Liu J., Wang X., Wang Y. “A complete study on satellite thruster structure (STS) manufactured by a hybrid manufacturing (HM) process with integration of additive and subtractive manufacture”. Int. Journal of Advanced Manufacturing Technology. 92 (2017): s. 4367–4377.
  • Schmidt M., Merklein M., Bourell D., Dimitrov D., Hausotte T., Wegener K., Overmeyer L., Vollerstsen F., Levy G.N. “Laser based additive manufacturing in industry and academia”. CIRP Annals Manufacturing Technology. 66, 2 (2017): s. 561–583.
  • Norfolk M. “The top 5 reasons hybrid additive manufacturing make sense”, 2018, www.fabrisonic.com.
  • Hudson R. “Hybrid system combines additive and subtractive manufacturing”, www.mitsuiseiki.com.
  • Yamazaki T. “Development of a hybrid multi-tasking machine tool: integration of additive technology with CNC machining”. Procedia CIRP. 42 (2016): s. 81–86.
  • Laser Deposition Technology (LDT): Examples. www.rpm-innovations.com.
  • Technology Spotlight: Hybrid additive/subtractive machining centre, 2018, Matsuura Machinery, www.matsuurausa.com.
  • Lee W., Wei Ch., Chung S. “Development of a rapid prototyping system using low-cost fused deposition modeling and five-axis machining”. Journal of Materials Processing Technology. 214 (2014): s. 2366–2374.
  • Hybrid Manufacturing. “The world’s first hybrid turbine blade & turbo fan remanufacturing machine”, www.hamuel.com.
  • Zhang X., Li W., Chen X., Cui W., Liou F. “Evaluation of component repair using direct metal deposition from scanned data”. Int. Journal Advanced Manufacturing Technology. 95 (2018): s. 3335–3348.
  • Przestacki D., Chwalczuk T., Wojciechowski S. “The study on minimum uncut chip thickness and cutting forces during laser-assisted turning of WC/NiCr clad layers”. Int. Journal of Advanced Manufacturing Technology. 91 (2017): s. 3887–3898.
  • Merklein M., Junker D., Schaub A., Neubauer F. “Hybrid additive manufacturing technologies – an analysis regarding potential and applications”. Physics Procedia. 83 (2016): s. 549–559.

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.7.58

* Artykuł recenzowany

Pobierz plik / download

PL: Wit Grzesik: Hybrydowe procesy kształtowania wyrobów, integrujące techniki przyrostowe i ubytkowe (PDF, ~2 MB)

ENG: Wit Grzesik: Hybrid manufacturing of metallic parts integrated additive and subtractive processes (PDF, ~1,9 MB)

Strona główna Lipiec 2018 Hybrydowe procesy kształtowania wyrobów, integrujące techniki przyrostowe i ubytkowe *

Zamów NEWSLETTER

Nasze propozycje

Metrologia geometryczna powierzchni technologicznych. Zarysy kształtu – Falistość – Mikro- i nanochropowatość.
Stanisław Adamczak

Metrologia geometryczna powierzchni technologicznych. Zarysy kształtu – Falistość – Mikro- i nanochropowatość.

Wydawnictwo Naukowe PWN

"Metrologia geometryczna powierzchni technologicznych" to kompendium poświęcone tematyce pomiarów i analizy...

Układy dynamiczne w modelowaniu procesów przyrodniczych, społecznych, technologicznych
Jacek Banasiak, Katarzyna Szymańska-Dębowska

Układy dynamiczne w modelowaniu procesów przyrodniczych, społecznych, technologicznych

Wydawnictwo Naukowe PWN

"Układy dynamiczne" to podręcznik związany z analizą układów dynamicznych, którą można zastosować w różnych...

Matematyczny wszechświat. Od Pitagorasa do Plancka
Joel L. Schiff (Tłum.: W. Sikorski)

Matematyczny wszechświat. Od Pitagorasa do Plancka

Wydawnictwo Naukowe PWN

"Matematyczny wszechświat" to wciągająca opowieść, która odkrywa przed czytelnikami prawa matematyczne...

Tarcie i smarowanie w procesach kształtowania blach
Tomasz Trzepieciński

Tarcie i smarowanie w procesach kształtowania blach

Wydawnictwo Naukowe PWN

W książce Tarcie i smarowanie w procesach kształtowania blach przedstawiono specyfikę zjawiska tarcia...

Nasi partnerzy