EN
Podstawy robotycznego WAAM: precyzja, adaptowalność i kontrola w czasie rzeczywistym
MetalXL i zamknięta pętla regulacji temperatury
Dzięki MetalXL oprogramowanie do robotycznego przyrostowego wytwarzania metodą łukową (WAAM) może modyfikować parametry spawania w trakcie wykonywania spoiny, umożliwiając rzeczywiste zmiany procesu napawania metalu. W połączeniu z zamkniętą pętlą zarządzania ciepłem system kompensuje retencję ciepła oraz monitoruje dane wejściowe, ograniczając nagromadzenie ciepła podczas procesu napawania. Ten system z zamkniętą pętlą pozwala zapobiegać dryfowi geometrycznemu, który w przypadku aplikacji wymagających wysokiej niezawodności prowadziłby zwykle do odchyłek sięgających ±0,5 mm. To skoordynowane sterowanie zachowuje integralność metalurgiczną materiału roboczego, umożliwiając jednocześnie budowę złożonych, wielowarstwowych struktur.
Planowanie ruchu i optymalizacja trajektorii dla złożoności geometrycznej w robotycznym WAAM
Zaawansowane algorytmy planowania w oprogramowaniu MetalXL uwzględniają fizykę procesu napylania oraz geometrię części w połączeniu z ograniczeniami kinematycznymi ramy robota. Wykorzystuje ono algorytm optymalizacji ścieżki i ruchu, który skraca czas wykonywania ruchów, zapewniając przy tym jednolite rozmieszczenie szwów spawalniczych i prawidłowe kształtowanie warstw. Zaawansowane algorytmy wykorzystują interpolację do wypełniania konturów, wnęk, wystających elementów oraz złożonych kształtów organicznych bez konieczności ręcznego przeprogramowania. System ten umożliwia tworzenie geometrii, których nie da się osiągnąć za pomocą tradycyjnych metod odlewania, kucia ani technik ubytkowych.
Robotyczne spawanie WAAM i przyszłość prototypowania na żądanie w przemyśle jądrowym i lotniczo-kosmicznym
Ramię robota WAAAM może tworzyć złożone prototypy na żądanie, unikając wielotygodniowych czasów realizacji typowych dla odlewania lub kucia. Dzięki temu znacznie skracane są cykle produkcyjne poprzez wytwarzanie narzędzi i komponentów w kształcie bliskim końcowemu, które następnie mogą zostać poddane autoklawowaniu. Technologia WAAM może być stosowana w środowisku lotniczo-kosmicznym do generowania szczelnych pod względem próżni narzędzi w kształcie bliskim końcowemu. Może ona również być wykorzystywana przy produkcji komponentów jądrowych – np. bezpośredniego wytwarzania wirników na podstawie modelu cyfrowego w celu eliminacji odpadów. Jedna z głównych agencji kosmicznych wykorzystała technologię WAAM do tańszego i szybszego wytwarzania elementów silników rakietowych niż tradycyjnymi metodami. Technologia WAAM stanowi doskonałe narzędzie zarówno do modernizacji starszych systemów jądrowych, jak i do projektowania kolejnego pokolenia bardziej zaawansowanych systemów lotniczo-kosmicznych. Pozwala ona na tworzenie wielu, bardziej złożonych konstrukcji oraz skraca czas i koszty produkcji.
Skrócenie czasów realizacji i rozproszone geograficznie wytwarzanie dzięki modułowemu robotycznemu systemowi WAAM
WAAM wykorzystuje mniejsze, modułowe jednostki, umożliwiając zdecentralizację produkcji i skrócenie globalnego łańcucha dostaw. Pozwala to uniknąć przewozu dużych, ciężkich odlewów na całym świecie oraz przeniesienia produkcji bliżej odbiorców końcowych. System ten został pomyślnie zweryfikowany przez jednego z głównych kontraktorów branży obronnej, który był w stanie produkować elementy dla swoich pojazdów opancerzonych w miejscu ich potrzeby, co doprowadziło do znacznego skrócenia czasu realizacji zamówień. Te modułowe robotyczne systemy WAAM wymagają bardzo małej liczby narzędzi do eksploatacji i mogą być szybko przestawione na inne zadania w ciągu kilku godzin. Ta wyjątkowa kombinacja możliwości pozwala użytkownikom na szybką produkcję części niskoseryjnych i awaryjnych, a także prototypów. Technologia WAAM umożliwia mniejszym dostawcom dostęp do dużych systemów produkcyjnych, wzmacniając tym samym zdolności technologiczne i przemysłowe w sektorach energetycznym, lotniczo-kosmicznym oraz wojskowym.
Wzmocnienie możliwości projektowania i zarządzania cyklem życia dzięki robotycznemu WAAM
Złożone geometrie, struktury o funkcjonalnie zmiennej składzie oraz naprawa w trakcie procesu
Zastosowanie robotycznego procesu WAAM oznacza, że projekty nie muszą już być ograniczane do wykorzystania form i matryc. W związku z tym konstrukcje mogą być znacznie bardziej złożone i mogą być zoptymalizowane metodą topologii, a także przyjmować organiczne kształty. Ponadto robotyczny proces WAAM umożliwia tworzenie struktur o funkcjonalnie zmiennej składzie, w których skład chemiczny, mikrostruktura lub orientacja ziaren mogą być kontrolowane warstwa po warstwie w obrębie materiału. Dzięki tej zmienności można modyfikować lokalne właściwości mechaniczne i cieplne. Możliwa jest również naprawa w trakcie procesu za pomocą robotycznego WAAM – elementy uszkodzone, takie jak łopatki turbin, mogą zostać naprawione poprzez dodanie materiału do istniejącej struktury, a następnie dopasowanie jej do pierwotnego kształtu za pomocą obróbki skrawaniem. Robotyczny proces WAAM może wydłużyć czas eksploatacji tych komponentów, a dzięki zmniejszonej potrzebie ich wymiany wspiera on przedłużenie całkowitego okresu użytkowania.
Inteligentna automatyzacja: monitorowanie, wykrywanie anomalii oraz kontrola predykcyjna w robotycznym procesie WAAM
Zastosowanie robotycznego procesu WAAM zintegrowanego z inteligentną automatyzacją zapewnia znacznie wyższą niezawodność i spójność. Monitorowanie w czasie rzeczywistym pozwala na pomiar sygnatury termicznej struktury, geometrii warstwy napawanej, stabilności łuku elektrycznego oraz dynamiki basenu stopionego metalu. W robotycznym procesie WAAM wykorzystuje się sztuczną inteligencję do przeprowadzania analiz pozwalających wykrywać anomalie, takie jak wczesne powstawanie porów, brak zlania się warstw oraz nieprawidłowe ułożenie warstw, a także do wprowadzania korekt w pętli zamkniętej. Kontrola predykcyjna umożliwia ocenę stanu technicznego maszyny i może być przeprowadzana poprzez analizę danych telematycznych uzyskanych od czujników w celu określenia konieczności wykonania konserwacji. Dzięki zastosowaniu tych metod czas postoju spowodowany konserwacją awaryjną zmniejszył się o 40%, podczas gdy kontrola jakości może być kontynuowana bez przerwy.
MaxQ oraz podobne platformy do sztucznej inteligencji zapewniające kontrolę jakości i konserwację predykcyjną
Zintegrowane systemy uczenia głębokiego monitorują sygnatury procesów i sprzętu z rozdzielczością i wiernością przekraczającą możliwości ludzkie. MaxQ interpretuje sygnatury czujników i siłowników — termiczne, akustyczne oraz drgania węzłów robotycznych — porównując je z poprzednimi seriami produkcyjnymi, aby przewidywać wady jeszcze przed ich pojawieniem się. Analiza sygnatur drganiowych, termicznych i akustycznych zapobiega przegrzewaniu się i degradacji siłowników oraz podsystemów, co skutkuje 25–30-procentowym wydłużeniem czasu użytkowania sprzętu oraz znacznym zmniejszeniem nakładu pracy związanych z ręcznymi inspekcjami. MaxQ zapewnia kontrolę jakości z wysoką wiernością i zgodnością z wymaganiami przy minimalnych kosztach.
Najczęściej zadawane pytania
Czym jest robotyczne WAAM?
Jest to zaawansowana metoda wytwarzania wyrobów metalowych przy użyciu systemów robotycznych, łącząca spawanie z procesem addytywnego wytwarzania drutem łukowym (Wire Arc Additive Manufacturing) opartym na komputerowych modelach CAD.
Jaki jest poziom precyzji w przypadku WIAM?
Precyzyjna kontrola jest możliwa dzięki zastosowaniu zamkniętych układów zarządzania ciepłem w trakcie osadzania oprogramowania MetalXL, które charakteryzuje się elastycznością w zakresie zmian i adaptacji w czasie rzeczywistym.
Czy technologia WAAM umożliwia wytwarzanie skomplikowanych kształtów?
Tak, zaawansowana optymalizacja ścieżki oraz planowanie ruchu umożliwiają wytwarzanie skomplikowanych kształtów, wewnętrznych wnęk oraz form organicznych, w tym wystających elementów, bez konieczności modyfikowania planów ruchu.
W których branżach wykorzystywana jest robotyczna technologia WAAM?
Przemysł lotniczy, jądrowy oraz obronny korzystają z innowacyjnych rozwiązań szybkiego i elastycznego wytwarzania oferowanych przez robotyczną technologię WAAM.
W jaki sposób sztuczna inteligencja wpływa na technologię WAAM?
Wpływ systemu MaxQ, który wykorzystuje uczenie głębokie do przedłużania żywotności sprzętu, monitorowania w czasie rzeczywistym oraz przewidywania awarii w procesach zapewnienia jakości w technologii WAAM, jest znaczący. MaxQ rozszerza zakres zapewnienia jakości oraz konserwacji predykcyjnej.