Иркутский Национальный Исследовательский Технический Университет

Компания GROBOTP реализовала проект по поставке роботизированного комплекса для аддитивного электродугового выращивания металлических изделий в Иркутский национальный исследовательский технический университет — ИРНИТУ. Оборудование было поставлено партнёром-интегратором для обеспечения работы научно-исследовательской лаборатории «Гибридные аддитивные технологии».

Комплекс на базе промышленного робота RH14-10 предназначен для изучения технологии WAAM — Wire Arc Additive Manufacturing, то есть аддитивного электродугового выращивания изделий с использованием сварочной проволоки. Такая технология позволяет формировать металлические детали послойным наплавлением материала и применяется в исследованиях, связанных с аддитивной металлургией, ремонтом, восстановлением и изготовлением крупногабаритных изделий.

Клиент

Клиент — Иркутский национальный исследовательский технический университет, один из технических вузов, развивающих научные направления в области современных производственных технологий, материаловедения, машиностроения и аддитивного производства.

Роботизированный комплекс был поставлен для научно-исследовательской лаборатории «Гибридные аддитивные технологии». Специализация лаборатории — изучение технологии аддитивного электродугового выращивания изделий с использованием сварочной проволоки, а также исследование свойств материалов и деталей, полученных с применением гибридных аддитивных технологий.

Ситуация и задача клиента

Перед лабораторией стояла задача получить роботизированную технологическую платформу для исследования WAAM-процессов, наплавки металлических изделий, отработки режимов выращивания и изучения свойств получаемых материалов.

Для таких задач требуется не просто сварочное оборудование, а управляемый роботизированный комплекс, который способен точно перемещать сварочную горелку, повторять траектории, работать с заданными режимами и обеспечивать основу для научных экспериментов.

Перед GROBOTP и партнёром-интегратором были поставлены следующие задачи:

• поставить роботизированный комплекс для лаборатории ИРНИТУ;
• оснастить комплекс промышленным сварочным роботом RH14-10;
• интегрировать сварочный источник ARTSEN PLUS 400QR;
• обеспечить возможность изучения технологии WAAM;
• создать базу для исследований в области гибридных аддитивных технологий;
• обеспечить роботизированное выращивание металлических изделий сварочной проволокой;
• подготовить комплекс для исследовательских задач в области аддитивной металлургии;
• передать паспорт промышленного робота для эксплуатации и документационного сопровождения оборудования.

Решение: роботизированный комплекс GROBOTP для WAAM

Для решения научно-исследовательских задач был поставлен роботизированный комплекс GROBOTP на базе промышленного сварочного робота RH14-10. Робот обеспечивает управляемое перемещение сварочной горелки по заданной траектории, что необходимо для послойного формирования металлических изделий при WAAM-процессе.

Сварочный источник ARTSEN PLUS 400QR используется как технологическая часть комплекса для электродуговой наплавки материала. В связке с промышленным роботом он позволяет исследовать режимы выращивания изделий, параметры наплавки, стабильность процесса и свойства получаемых металлических структур.

Тумба для робота обеспечивает правильное размещение промышленного манипулятора относительно рабочей зоны, а паспорт промышленного робота используется для эксплуатации, обслуживания и документального сопровождения оборудования.

Комплектация роботизированного комплекса

• Сварочный робот RH14-10 — для управляемого перемещения сварочной горелки и выполнения траекторий при WAAM-процессе;
• Сварочный источник ARTSEN PLUS 400QR — для электродуговой наплавки металлического материала;
• Тумба для робота — для размещения промышленного робота относительно рабочей зоны;
• Паспорт промышленного робота — для эксплуатации, обслуживания и документационного сопровождения оборудования;
• Система управления промышленным роботом — для настройки движений, траекторий и технологических программ.

Почему для проекта выбран робот RH14-10

Промышленный робот RH14-10 подходит для исследовательских задач, где требуется точное и повторяемое перемещение инструмента. В WAAM-технологии траектория движения горелки напрямую влияет на форму наплавленного слоя, геометрию изделия, стабильность процесса и качество получаемой металлической структуры.

Использование промышленного робота в лаборатории позволяет:

• исследовать режимы электродугового аддитивного выращивания;
• формировать металлические изделия по заданной траектории;
• повторять экспериментальные программы;
• изучать влияние параметров движения на качество наплавки;
• проводить исследования в области аддитивной металлургии;
• отрабатывать технологии ремонта и восстановления изделий;
• использовать комплекс как основу для гибридных аддитивных процессов.

Что такое WAAM и зачем здесь нужен промышленный робот

WAAM — это технология аддитивного производства, при которой металлическое изделие формируется послойно за счёт электродуговой наплавки сварочной проволоки. В отличие от порошковых аддитивных технологий, такой подход особенно интересен для изготовления крупногабаритных металлических деталей.

Промышленный робот в таком процессе выполняет роль точной технологической платформы. Он перемещает сварочную горелку по заданной траектории, поддерживает повторяемость движения и позволяет исследователям менять параметры процесса: скорость, направление, форму траектории, последовательность наплавки и режимы формирования слоёв.

Основные преимущества WAAM-технологии:

• возможность изготавливать крупные металлические детали с габаритными размерами более одного метра;
• значительно более высокая производительность процесса по сравнению с рядом других аддитивных методов;
• лучший коэффициент использования материала по сравнению с аддитивным производством на основе порошков;
• возможность исследования ремонта и восстановления металлических изделий;
• перспектива применения в машиностроении, ремонте, опытном производстве и создании сложных металлических заготовок.

Научно-исследовательские задачи комплекса

Роботизированный комплекс GROBOTP в лаборатории ИРНИТУ используется как технологическая база для исследований в области гибридных аддитивных технологий и электродугового выращивания металлических изделий.

В задачи комплекса входит изготовление изделий с помощью WAAM-технологии и проведение следующих научно-исследовательских мероприятий:

• исследование и разработка высокоэффективных материалов и деталей машин на основе применения комбинированных, гибридных аддитивных технологий;
• исследования в области аддитивной металлургии металлов и сплавов;
• исследования и оптимизация технологии дефектоскопии, изготовления и ремонта изделий из аддитивных материалов;
• решение задач формирования оптимальных физико-механических свойств и геометрических параметров деталей машин, механизмов и инструментов;
• изучение гибридных технологий дугового аддитивного выращивания в сочетании с отделочно-упрочняющей и механической обработкой;
• отработка технологий ремонта и восстановления изделий любой сложности;
• металлографические исследования структуры и свойств материалов, полученных по аддитивным технологиям;
• моделирование аддитивных технологий при помощи программных решений Simufact Welding и SYSWELD.

Особенности внедрения

Особенность проекта заключается в том, что роботизированный комплекс применяется не для классической серийной сварки, а для научно-исследовательских задач в области WAAM и гибридных аддитивных технологий. Здесь промышленный робот становится частью исследовательской установки, где важны точность движения, повторяемость траекторий и возможность проведения экспериментов.

Такой комплекс может использоваться для исследования:

• режимов электродуговой наплавки;
• геометрии выращиваемых слоёв;
• формирования крупногабаритных металлических деталей;
• свойств материалов после аддитивного выращивания;
• дефектоскопии изделий из аддитивных материалов;
• технологий ремонта и восстановления деталей;
• комбинации аддитивного выращивания с последующей механической обработкой.

Результат внедрения

В результате ИРНИТУ получил роботизированный комплекс GROBOTP для работы научно-исследовательской лаборатории «Гибридные аддитивные технологии». Комплекс позволяет проводить исследования в области WAAM, аддитивной металлургии, ремонта, восстановления и изготовления металлических изделий с применением сварочной проволоки.

• Поставлен роботизированный комплекс GROBOTP — лаборатория получила промышленную платформу для WAAM-исследований.
• Интегрирован сварочный робот RH14-10 — обеспечено управляемое движение инструмента по заданным траекториям.
• Используется сварочный источник ARTSEN PLUS 400QR — для электродугового аддитивного выращивания металлических изделий.
• Создана база для исследований гибридных аддитивных технологий — комплекс применяется для научных и экспериментальных задач.
• Поддерживается изучение WAAM-технологии — выращивание изделий выполняется с использованием сварочной проволоки.
• Открыты возможности для исследования ремонта и восстановления деталей — комплекс может применяться для отработки технологий восстановления изделий сложной формы.
• Передан паспорт промышленного робота — оборудование сопровождается необходимой технической документацией.

Почему роботизация важна для гибридных аддитивных технологий

Гибридные аддитивные технологии требуют точного управления траекторией, скоростью перемещения инструмента и последовательностью формирования слоёв. Промышленный робот позволяет создавать повторяемые условия эксперимента, что особенно важно для научных исследований и последующего внедрения технологий в промышленность.

Роботизированный WAAM-комплекс актуален для университетов, научных лабораторий, исследовательских центров и предприятий, которые изучают:

• аддитивное производство металлических изделий;
• WAAM-технологии;
• аддитивную металлургию;
• ремонт и восстановление металлических деталей;
• изготовление крупногабаритных заготовок;
• гибридные технологии наплавки и механической обработки;
• новые материалы и физико-механические свойства изделий.

Почему GROBOTP — надёжный партнёр для роботизации научных и промышленных задач

GROBOTP разрабатывает и внедряет роботизированные комплексы для сварки, наплавки, WAAM-технологий, аддитивного выращивания металлических изделий, ремонта, восстановления и исследовательских задач. Мы подбираем промышленного робота, сварочный источник, компоновку комплекса и технологическую основу под конкретную задачу заказчика.

В этом проекте роботизированный комплекс GROBOTP был поставлен в Иркутский национальный исследовательский технический университет для работы НИЛ «Гибридные аддитивные технологии». В состав решения вошли сварочный робот RH14-10, сварочный источник ARTSEN PLUS 400QR, тумба для робота и паспорт промышленного робота.

Если вашей лаборатории, университету или предприятию требуется роботизированный комплекс для WAAM, наплавки, аддитивного выращивания, восстановления деталей или автоматизации сварочных процессов, GROBOTP поможет подобрать решение под вашу задачу.

Комплексное решение для роботизированной сварки и WAAM

Посмотреть стандартные роботизированные сварочные комплексы GROBOTP можно по ссылке.

Примеры роботизации сварки и наплавки промышленными роботами

Видео с работой промышленных роботов GROBOTP можно посмотреть на нашем канале RuTube.