ÁO – Công nghệ CMT Additive Pro, dựa trên quy trình chuyển kim loại nguội (cold metal transfer – CMT) (1) do công ty Fronius phát triển, đặc biệt phù hợp với quy trình sản xuất chồng lớp nhờ vào cơ chế hồ quang chuyển dịch ngắn mạch (2) có nhiệt lượng thấp, kết hợp tốc độ đắp cao hơn các phương pháp sản xuất chồng lớp khác với lượng nhiệt đầu vào thấp. (1) Cold metal transfer: là một quy trình hàn hồ quang sử dụng dây hàn cấp liên tục, trong đó chuyển động tiến và lùi của dây được phối hợp với việc điều khiển dòng điện để chuyển kim loại nóng chảy vào vùng hàn với lượng nhiệt đầu vào thấp. Nhờ đó, CMT giảm bắn tóe và biến dạng do nhiệt, phù hợp để hàn vật liệu mỏng và đắp từng lớp kim loại trong sản xuất bồi đắp. Từ “nguội” chỉ mức nhiệt đầu vào thấp hơn so với hàn hồ quang thông thường, không có nghĩa là quá trình hàn không sinh nhiệt. (2) Cơ chế chuyển dịch kim loại ngắn mạch (short-circuit metal transfer): là cách kim loại từ dây hàn chuyển vào vũng hàn khi đầu dây chạm vào vũng kim loại nóng chảy, tạo ra trạng thái ngắn mạch trong thời gian rất ngắn. Khi giọt kim loại tách khỏi dây, hồ quang được tái lập và chu kỳ tiếp tục lặp lại. Cơ chế này tạo lượng nhiệt đầu vào tương đối thấp, phù hợp với hàn vật liệu mỏng. Trong công nghệ CMT, hệ thống còn chủ động giảm dòng điện và kéo dây hàn lùi lại để hỗ trợ giọt kim loại tách ra, giúp giảm bắn tóe và kiểm soát nhiệt tốt hơn.
Tại trung tâm tạo mẫu và sản xuất của công ty Fronius, các chuyên gia cung cấp gói dịch vụ toàn diện, chất lượng cao cho sản xuất chồng lớp.
Dù dùng để chế tạo phụ tùng thay thế, nguyên mẫu hay chi tiết đơn phức tạp, công nghệ sản xuất chồng lớp bằng dây kim loại và hồ quang (wire arc additive manufacturing – WAAM) đang ngày càng trở nên quan trọng trong sản xuất công nghiệp. Hệ thống Additive Cell mới của công ty Fronius, dựa trên công nghệ WAAM, kết hợp công nghệ hàn CMT tiên tiến, điều khiển quy trình thông minh và phần mềm thân thiện để chế tạo các chi tiết kim loại chất lượng cao một cách dễ dàng, nhanh chóng và hiệu quả. Với cải tiến mới nhất này, công ty Fronius một lần nữa khẳng định vị thế là nhà cung cấp giải pháp toàn diện cho sản xuất chồng lớp.
Công nghệ sản xuất chồng lớp cho phép tối ưu hóa hình dạng chi tiết và giảm mức tiêu thụ tài nguyên.
Những yêu cầu đặt ra đối với các quy trình sản xuất hiện đại không ngừng gia tăng. Nhu cầu về chu kỳ phát triển ngắn hơn, hiệu quả sử dụng vật liệu tối đa và sản xuất các hình dạng phức tạp với chi phí hợp lý đang cao hơn bao giờ hết. Từ ngành hàng không vũ trụ và ô tô đến bình chịu áp lực, phương tiện đường sắt và dầu khí, nhiều ngành cần các giải pháp được tùy chỉnh theo yêu cầu cùng phụ tùng thay thế có thể cung cấp nhanh chóng, đây chính là những lĩnh vực mà công nghệ sản xuất chồng lớp có thể phát huy thế mạnh. Với công nghệ in 3D kim loại, các chi tiết được tạo ra gần như từ con số không. So với các quy trình sản xuất truyền thống như đúc, cắt hoặc phay, các chi tiết được sản xuất bằng phương pháp chồng lớp giúp duy trì mức tiêu thụ vật liệu và chi phí thấp. Ông Manuel Stinglmayr, phụ trách phát triển kinh doanh tại công ty Fronius International, chia sẻ: “Công nghệ WAAM cho phép sản xuất phân tán, không phụ thuộc vào địa điểm mà không cần các dây chuyền sản xuất phức tạp. Ngay cả những hình dạng bất định cũng có thể được chế tạo theo các tiêu chuẩn chất lượng cao mà không lãng phí vật liệu có giá trị”.
Một quy trình hàn ổn định, cho phép hình thành các lớp đồng đều, có vai trò quyết định để đạt được chất lượng mong muốn với phương pháp chồng lớp bằng năng lượng định hướng sử dụng hồ quang (directed energy deposition-arc – DED-arc). Công nghệ CMT Additive Pro, dựa trên quy trình chuyển kim loại nguội (CMT) do công ty Fronius phát triển, đặc biệt phù hợp với sản xuất chồng lớp nhờ cơ chế hồ quang chuyển dịch ngắn mạch nguội, kết hợp tốc độ chồng lớp cao hơn các phương pháp sản xuất chồng lớp khác với lượng nhiệt đầu vào thấp. Các đặc tính hàn “CMT Additive Pro” được thiết kế riêng cho những yêu cầu của sản xuất chồng lớp, cung cấp các tính năng như bộ ổn định tốc độ chồng lớp, khởi động nóng dạng xung (pulsed hotstart), đo khoảng cách từ đầu tiếp điện đến phôi (CTWD) và hiệu chỉnh công suất để bảo đảm độ ổn định cần thiết của quy trình. Ông Manuel Stinglmayr nhấn mạnh: “Công nghệ CMT Additive Pro bảo đảm các lớp đồng đều và trên hết là có thể dự đoán được trên toàn bộ chi tiết. Điều này làm giảm đáng kể tỷ lệ phế phẩm cũng như khối lượng công việc cần thiết cho mọi hoạt động gia công sửa lại”.
Fronius Additive Cell – tính linh hoạt cho các giải pháp hàn theo yêu cầu Đối với nhiều doanh nghiệp, sản xuất chồng lớp đặt ra nhiều thách thức. Tuy nhiên, so với các kỹ thuật sản xuất truyền thống, lượng vật liệu hao phí thấp hơn đáng kể, đồng thời không cần khuôn và dụng cụ phức tạp hay thời gian chờ dài. Đặc biệt, nhờ hệ thống Fronius Additive Cell mới, việc sản xuất những chi tiết đầu tiên có thể bắt đầu nhanh chóng. Fronius Additive Cell là một hệ thống hoàn chỉnh được phối hợp đồng bộ, do công ty Fronius phát triển để đáp ứng nhu cầu của ngành công nghiệp. Bên trong buồng hàn, CMT Additive PRO và Fronius iWave bảo đảm quy trình hàn chính xác, trong khi hệ thống Polaris đảm nhiệm việc điều khiển tổng thể. Bà Anna Dieplinger, quản lý sản phẩm chủ chốt về sản xuất chồng lớp, tự động hóa và giải pháp số tại công ty Fronius International, chia sẻ: “Hệ thống Additive Cell kết hợp công nghệ hàn đã được kiểm chứng, khả năng điều khiển thông minh và kinh nghiệm nhiều năm của công ty Fronius trong lĩnh vực hàn. Mỗi thành phần đều được thiết kế để bổ trợ cho các thành phần khác, tạo nên một quy trình sản xuất ổn định”.
Fronius Additive Cell là một hệ thống hoàn chỉnh được phối hợp đồng bộ cho sản xuất chồng lớp.
Hệ thống Fronius Additive Cell không chỉ phần cứng mà bao gồm bộ phần mềm độc quyền Vectris của công ty, tích hợp bộ công cụ hỗ trợ (machine tool service kit – MTSK) và bộ hậu xử lý trên một nền tảng trung tâm duy nhất. Được phát triển bởi đội ngũ chuyên gia giàu kinh nghiệm của công ty Fronius, phần mềm này được thiết kế riêng cho sản xuất chồng lớp bằng hệ thống Fronius Additive Cell. Ngoài mô hình động học tích hợp, giao diện người dùng được điều chỉnh phù hợp và các thao tác hàn đã được xác nhận cho quy trình chồng lớp, phần mềm còn hỗ trợ nhận diện các vùng khác nhau của chi tiết dựa trên hình học. Điều này cho phép sử dụng linh hoạt các thông số quy trình, như những thiết lập khác nhau cho thành ngoài, các tấm, phần đắp bên trong hoặc vị trí nối của chi tiết. Nhờ lệnh hàn “FroArc” được tích hợp trong bộ hậu xử lý, các “kiểu chồng lớp” này được chuyển trực tiếp thành mã điều khiển robot hàn, và hệ thống chuyển sang các thông số hàn chính xác ngay tại vị trí mong muốn mà không có độ trễ. Hệ thống tích hợp của công ty Fronius, gồm máy hàn và phần mềm, bảo đảm quy trình hàn đơn giản, ổn định và đáng tin cậy.
Để xem các tin bài khác về “Sản xuất chồng lớp”, hãy nhấn vào đây.
Nguồn: Fabricating and Metalworking
