中科宇辰が、加法・減法複合金属3Dプリンター、教育、科学研究、産業分野で製品シリーズを発売

出典：中科宇塵

はじめに：近年の新しい製造技術として、積層造形技術の登場により、従来の鋳造、鍛造、溶接などの技術のボトルネック問題が打破され、複雑な部品や大型構造部品の全面成形が実現しました。しかし、積層造形後の精度不足は、積層造形技術の急速な発展と大規模な応用を深刻に制限しています。現在、積層造形と切削造形を組み合わせた複合造形技術は、この問題を解決するための理想的な方法の 1 つです。

付加製造と減算複合製造技術は、付加製造技術を前提とした従来のCNC工作機械の二次開発技術です。減算製造の高い寸法精度と良好な表面品質の利点を組み合わせて、付加製造の低いプロセス精度を補います。付加製造の層ごとの積み重ねとタイムリーな切断処理を使用して、成形プロセス中の部品の寸法精度と表面品質を確保し、同じCNC工作機械で部品の「付加-減算」の連続複合加工プロセスを実現します。

△ 積層造形とサブトラクティブ複合製造プロセスの特徴積層造形とサブトラクティブ複合加工技術の発展方向は、積層造形技術とサブトラクティブ造形技術の利点を統合することです。この技術は、異なる材料で作られた高精度、高品質の複雑な形状の部品を迅速に準備し、製造サイクルを短縮し、材料を節約し、コストを削減し、製品の競争力を高めることができます。特に、複雑な形状、多品種、小ロットの部品の生産や、レーザー修復による循環型経済の実現に有益であり、幅広い応用展望を持っています。

南京中科宇辰レーザー技術有限公司は、2013 年の設立以来、レーザー付加製造装置 (3D 印刷、表面技術) とコアコンポーネントの研究、開発、製造に取り組んでいます。中科宇塵は、市場のニーズをリードし、継続的に満たすという開発理念に基づき、2019年2月に「高効率・高精度10,000ワットレーザー積層・積層複合製造装置およびコア技術研究開発」プロジェクトを正式に開始しました。積層・積層装置のコアコンポーネントの独立構造設計、積層・積層製造の効率的な経路計画技術、積層・積層製造プロセスデータベースソフトウェア、全プロセス状態監視システムなどの機能モジュールユニットを実現しました。3セットの専用積層・積層インテリジェントソフトウェアを形成し、8件の関連特許と11件のソフトウェア著作権を申請しました。中科宇辰は、上記のコア技術を基に、5軸リンク式積層複合材製造装置やフレキシブルロボット積層複合材製造装置など、一連の装置を開発しました。

積層および切削複合材製造装置シリーズ
5軸積層複合材製造装置 RC-800LH
図2 5軸リンク式積層複合材製造工作機械RC-800LH
5軸リンク加法・減法複合加工工作機械RC-800LHは、加法・減法機能を備えたハイエンド複合加工設備です。従来の5軸加工センターの加工機能を維持するだけでなく、加法製造機能も備えています。全体のシステムは、減法システムと加法システムの2つの部分で構成されています。減算システムの本体は、5軸制御システムを備えた垂直5軸加工センター（3直線軸+ ACクレードル作業台）であり、加法システムは、レーザー、伝送光ファイバー、リングまたはマルチチャネル粉末供給処理ヘッド、粉末フィーダー、および溶融池監視システムで構成されています。同時に、この工作機械には、加法および減法のオフラインプログラミングソフトウェア、オプションのインテリジェントオンライン監視および操作および保守システム、レーザー工具設定装置、冷却システム、その他の補助装置も装備されています。この工作機械は、ニッケル基合金、コバルト基合金、鉄基合金などの金属材料の付加的および減算的な複合加工を実現でき、主に高級金型や航空宇宙分野の産業分野で、複雑な表面特徴と小ロットを備えた高付加価値部品の製造と修理を目的としています。

工作機械の技術的特徴:

国産5軸CNCシステム：7軸5リンク、安定した性能。
広い加工範囲：レーザー粉末供給による付加成形＋高速フライス加工を自由に切り替え可能で、YuchenとSiemensのNX付加・減算材料経路計画ソフトウェアの共同バージョンを搭載し、さまざまな複雑な金属部品の付加・減算複合加工を実現します。
コンパクトな構造: 追加の Z 軸リニアモジュールが付加印刷ヘッドを固定し、工作機械全体の高さを低減します。
高精度: 直線軸の位置決め/繰り返し位置決め精度はそれぞれ 0.008mm/0.005mm、AC 軸の位置決め/繰り返し位置決め精度はそれぞれ ±8″/±5″ です。
大型フォーマットとサイズ：作業台サイズφ750mm、荷重700kg、直線軸移動量800mm/800mm/550mm。
高効率: レーザー出力 4kW、サブトラクティブスピンドル出力 25kW、速度 18000rpm、42 ポジションツールマガジン。
熱安定性：大理石のベッド、内部保護断熱コーティング、排熱および除塵ファン。
切削冷却：低温冷気切削霧化MQL、外部低温霧化冷却空気機。
インテリジェンス: 作業エリアの CCD 産業用カメラ、機器の故障診断と早期警告、主要エリアの温度監視、処理プロセスのトレーサビリティを実現するための処理シミュレーション。

フレキシブルロボット積層・切削複合製造システム LHM-2000-R

△フレキシブルロボット積層複合材製造システム LHM-2000-R
LHM-2000-R は、中科宇辰が独自に開発したフレキシブルロボット付加・減算複合製造システムシリーズの重負荷加工設備です。このシステムは、ロボットとφ2000mmの大型2軸ポジショナーを動作アクチュエータとして使用し、アークワイヤ供給印刷システムとレーザー粉末供給印刷システムを統合することができます。同時に、特殊な付加的および除去的材料オフラインプログラミングソフトウェア、インテリジェントオンライン監視および操作および保守システム、溶融池オンライン監視システムなどの補助設備も装備されており、アルミニウム合金、ニッケル基合金、チタン合金、鉄基合金などの金属材料の付加的および除去的複合製造を実現でき、高い柔軟性、広い処理面積、高効率、統合された製造と修理などの機能特性を備えています。

システムの技術的特徴:

付加的および減算的ツールの自由な切り替え：成熟したアーク溶接ガンとツールクイックチェンジ装置を装備し、アーク付加的+減算的処理複合製造を実現します。
多軸リンケージ：2軸ポジショナーを搭載し、多軸リンケージ制御を実現できます。
大型フォーマット、高効率、高安定性。
独立ソフトウェア: 付加的および減算的複合製造プロセス設計ソフトウェアをサポートし、異なる機能アルゴリズムモジュール間のデータ共同処理を実現し、3D モデルデータを付加的および減算的複合製造プロセスファイルへのシームレスな変換を完了します。
インテリジェンス: インテリジェントな機器統合により、溶融池の動的な閉ループフィードバック制御、機器の故障診断と早期警告、処理プロセスのトレーサビリティを実現します。

B インテリジェントソフトウェアシステム<br /> 中科宇塵は溶融池検出および閉ループ制御システムの研究開発を行い、エッジ角度追加損失関数に基づく溶融池形態検出アルゴリズムや溶融池閉ループ制御アルゴリズムなどの重要なコア技術を形成し、CADモデルライブラリとプロセスライブラリに基づく加法・減法複合プロセス戦略を構築し、3次元モデル分割および切断ソフトウェア、断面モデル用の加法・減法パスプランニングソフトウェアを設計・実装しました。

△積層複合材製造パスプランニングソフトウェア
2022年8月、中科宇辰はシーメンスインダストリアルソフトウェアとOEM戦略協力契約を締結しました。中科宇塵は、シーメンスNXソフトウェアプラットフォームのMulti Axis Deposition（指向性エネルギー堆積積層製造）経路計画モジュールと減算処理経路計画モジュールに基づいて、3軸工作機械、5軸4リンク工作機械、5軸5リンク工作機械など、さまざまな積層および減算製造設備構造の動作構成を実現しました。シーメンス828D、840D、華中CNC、広州CNCなどの国産CNCシステム、ロボット制御システムなどのポストプロセッサの開発と構成を完了し、設備動作CNCプログラムを直接出力できます。これを基に、中科宇辰は「設備構造＋CNCシステム」を自由に組み合わせたデジタル積層造形設備モデルライブラリを形成しました。このモデルライブラリの助けを借りて、ユーザーはソフトウェア側で中科宇辰の付加製造設備の標準モデルの全面的な仮想操作を実現し、部品印刷パス計画戦略を最適化し、設備の移動中の干渉と衝突をチェックすることができます。同時に、印刷する部品の幾何学的特性に応じて、非標準の付加製造設備のより具体的なハードウェア指標を提案することができます。

設備健全性管理システム（オプション）
設備健全性管理システムソフトウェア RC-Argus は、金属粉末供給 3D 印刷プロセス専用に Zhongke Yuchen が独自に開発したインテリジェント監視ソフトウェアです。レーザー積層造形プロセスにおける設備パラメータ、プロセスパラメータ、環境パラメータのリアルタイム収集・記録、設備の稼働・メンテナンス状況のインテリジェントなリマインダーを実現します。処理パラメータを収集、処理、分析することで、3D プリント装置をより安定的、健全かつスマートにすることができます。

RC-Argus 機器健全性管理システムソフトウェアには、次の機能があります。

設備の監視と警報、設備の状態パラメータのリアルタイム表示。
リアルタイム分析のための処理パラメータステータス曲線を生成する統計分析。
プロセス支援: 材料プロセスライブラリを作成および生成し、処理パラメータを推奨およびガイドします。

(a) 5軸リンク工作機械型 (b) フレキシブルロボット型 △図5 設備健全性管理システムソフトウェア中科宇辰が開発した5軸リンク工作機械、ロボット＋ターンテーブル型積層複合製造設備は、アルミニウム合金、ステンレス鋼、銅合金、ニッケル合金などの材料で作られた代表的な部品の積層複合製造を実現し、科学研究と教育、工業用CNC加工、航空宇宙などの分野で産業応用が検証されています。

積層型および切削型の金属 3D プリンターに興味がありますか?

△コードをスキャンして申請情報を入力してください https://www.wenjuan.com/s/AnIbEfv/#《加法・減法金属3Dプリンター》

会社紹介

南京中科宇辰レーザー技術有限公司（以下「中科宇辰」）は2013年に設立され、南京市栖霞区経済技術開発区に位置し、付加製造（金属3Dプリント、レーザー再生）、レーザー溶接、自動化生産ラインなどの設備、レーザーコア部品（加工ヘッド、粉末供給装置、ソフトウェア）の研究開発、生産、販売を主な業務とするハイテク企業です。同社は世界中の多くのフォーチュン500企業にインテリジェント製造設備プロジェクトの開発と管理を提供した経験があり、インテリジェント設備のサプライヤーとインダストリー4.0インテリジェント製造の総合ソリューションプロバイダーになることを目指しています。

南京中科宇辰レーザーテクノロジー株式会社住所：江蘇省南京市栖霞区栖霞大道68号3号ビル電話：4001070008
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