CENTRUM NOVÝCH TECHNOLOGIÍ A MATERIÁLŮ
VYUŽITÍ INVESTICE VÝKONNÝ LASER + ROBOT Doc. Ing. Milan Honner, Ph.D. Ing. Ondřej Soukup odbor TTP - CENTEM 3 Nové technologie - výzkumné centrum Západočeská univerzita v Plzni
Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky CENTEM3-PR-2011-02
1/16
Anotace Motivací příspěvku je představit využití finančních prostředků investovaných v letech 2008 a 2009 do pořízení výkonného kontinuálního laseru a dalšího příslušenství pro výzkum technologií laserového zpracování materiálů. Příspěvek ukazuje využití tohoto pracoviště ve výzkumu, výuce a dalších aktivitách odboru TTP v oblasti laserových technologií v období 2009-2010. Příspěvek současně dokumentuje přínosy, které pro NTC tato investice měla, zejména z pohledu RIVu. V podobném duchu budou využity nové investice do laserových technologických a měřicích systémů realizované v rámci projektu CENTEM v letech 2011-2013.
CENTEM3-PR-2011-02
2/16
Obsah 1. Investované finanční prostředky 2. Pořízené vybavení 2.1 Laser 2.2 Robot a polohovadla 3. Využití pracoviště 3.1 Výzkum 3.2 Výuka 3.3 Propagace 3.4 Smluvní výzkum 4. Výstupy do RIVu 4.1 Funkční vzorek 4.2 Prototyp 4.3 Ověřená technologie 4.4 Poloprovoz 5. Poděkování 6. Video-ukázka laserového kalení
CENTEM3-PR-2011-02
3/16
1. Investované finanční prostředky 5 000 tis. Kč – rok 2008 dotace z Plzeňského kraje a Města Plzně
2 400 tis. Kč – rok 2009 grant rozvoje ZČU 27.11.2008 oficiální představení nového laserového pracoviště a slavnostní uvedení do provozu
CENTEM3-PR-2011-02
4/16
2. Pořízené vybavení 2.1 Laser Vysokovýkonný přímý diodový laser Coherent ISL-4000L | výkon 4 kW, laserová stopa 12,5 mm x 1 mm při fokální vzdálenosti 125 mm.
řídicí jednotka
chladicí jednotka
laserová hlava CENTEM3-PR-2011-02
5/16
2. Pořízené vybavení 2.2 Robot a polohovadla Průmyslový robot FANUC M – 710iC/50 | 6-ti osý kloubový robot, nosnost na zapěstí 50 kg a na 3. ose 15 kg, max. horizontální dosah 2 050 mm, standardní pracovní rozsah 320°. Rotační jednoosé polohovadlo s opěrným koníkem pro zpracování rotačních součástí | nosnost 1 000 kg, rozteč disků polohovadla 1 500 mm, protočný průměr 1 500 mm. Upínací rám.
CENTEM3-PR-2011-02
6/16
3. Využití pracoviště 3.1 Výzkum MPO FR-TI1/273 Výzkum a vývoj vysoceemisivních kompozitních povlaků pro vysokoteplotní aplikace MPO FR-TI1/305 Aplikace laserových technologií do procesu výroby krystalických křemíkových solárních článků ZČU SGS-2010-083 Progresivní metody obrábění a integrita povrchu težkoobrobitelných materiálu v energetice použití jako laserový technologický systém nebo jako výkonný zdroj tepla pro materiálové analýzy popř. polohování měřicích systémů
CENTEM3-PR-2011-02
7/16
3. Využití pracoviště 3.2 Výuka disertační práce | Soukup (KFY), Tesař (KFY), Vacíková (KFY), Šroub (KFY) diplomové práce | Vostřák (KFY), Procházka (KFY), Klufová (KMM) laboratorní cvičení | MFT (KFY), přednášky | SPFT (KFY)
CENTEM3-PR-2011-02
8/16
3. Využití pracoviště 3.3 Propagace Public | TV reportáže (ČT1, ČT24), články v tisku (ČTK, iDNES, Plzeňský deník), exkurze Dny vědy a techniky Odborná veřejnost | návštěvy pracoviště, články v odborných a reklamních časopisech
CENTEM3-PR-2011-02
9/16
3. Využití pracoviště 3.4 Smluvní výzkum Laserové kalení | NTC se postupně stalo vyhledávaným pracovištěm pro vývoj nových technologií laserového kalení i pro zpracování sériových zakázek. Reference: Hofmeister s.r.o. EM Brno s.r.o. Okula Nýrsko a.s. Wikov Gear s.r.o. Pilsen Tools s.r.o. Škoda TVC s.r.o. Gerco s.r.o. Česká zbrojovka, a.s. Přetavování povlaků | Reference: ÚJV Řež
CENTEM3-PR-2011-02
10/16
4. Výstupy do RIVu 4.1 Funkční vzorek Nové měřicí systémy pro analýzu optických nebo tepelných vlastností materiálů, které využívají k ohřevu vzorků výkonný laser a/nebo k polohování senzorů průmyslový robot.
r. 2009 - 2 ks NTC-FV-01-09: Systém pro vysokoteplotní testování a modifikace povlaků NTC-FV-07-09: Robotizovaný systém pro vysokoteplotní testování a modifikace povlaků r. 2010 - 2 ks NTC-FV-05-10: Robotizovaný systém pro měření úhlových závislostí emisivity povrchu materiálu NTC-FV-06-10: Zařízení HTPL-A pro měření relativní totální emisivity povlaků
CENTEM3-PR-2011-02
11/16
4. Výstupy do RIVu 4.2 Prototyp Prototypy strojních součástí byly zhotoveny pro ověření vlastností nové technologie před zavedením do sériové výroby. Využita byla technologie laserového kalení z důvodu lokálního zvýšení povrchové tvrdosti a mechanické odolnosti proti opotřebení. Do současné doby byla pro povrchové kalení těchto dílů využívána především technologie indukčního kalení. Ověření funkčnosti prototypu bylo provedeno měřením povrchových tvrdostí laserově zpracovaných ploch. Prototyp byl následně podroben aplikačním zkouškám. r. 2010 - 9 ks NTC-PR-01-10: Laserově NTC-PR-02-10: Laserově NTC-PR-03-10: Laserově NTC-PR-04-10: Laserově NTC-PR-05-10: Laserově NTC-PR-06-10: Laserově NTC-PR-07-10: Laserově NTC-PR-08-10: Laserově NTC-PR-09-10: Laserově
CENTEM3-PR-2011-02
zakalený VDI držák, označení H00012-22/M zakalený měřicí segment ME41261/8533950, označení 876 6645 zakalený nástrojový kolík, označení LO512910 zakalený držák obráběcích nástrojů, označení 7S21602056 zakalený frézovací trn, označení NK340412 zakalená lanovnice, označení 6/8/10 (2 044 1222) zakalený vagonový závěs, označení Lo207171/A zakalená matice, označení Tr 850 x 7 (95 - ECA 1311) zakalená lanovnice Ø180, označení 6/9/10 (2 044 1224)
12/16
4. Výstupy do RIVu 4.3 Ověřená technologie Nová technologie zahrnuje specifikaci procesních parametrů (aktivní diodové moduly, procesní zářivý výkon, procesní rychlosti, šířka laserové stopy, použitá optika) a algoritmus zpracování (řízení průmyslového robota a laserového zdroje). Funkčnost technologie byla ověřena výrobou prototypu součásti. Po změření vlastností zpracovaného povrchu byly s prototypem provedeny aplikační zkoušky. Následně byla technologie uvolněna pro sériovou výrobu.
r. 2010 - 5 ks NTC-OT-01-10: Laserové NTC-OT-02-10: Laserové NTC-OT-03-10: Laserové NTC-OT-04-10: Laserové NTC-OT-05-10: Laserové
CENTEM3-PR-2011-02
kalení kalení kalení kalení kalení
VDI držáku s označením H00012-22/M nástrojového kolíku s označením LO512910 držáku obráběcích nástrojů s označením 7S21602056 lanovnice s označením 6/8/10 (2 044 1222) vagonového závěsu s označením LO207171/A
13/16
4. Výstupy do RIVu 4.4 Poloprovoz Proběhlo poloprovozní ověření funkčních vlastností výrobního zařízení (výrobních postupů i strojního vybavení) formou výroby prototypů strojních součástí a následné malosériové výroby.
r. 2010 - 1 ks NTC-PP-01-10: Technologie laserového kalení robotizovaným HPDD laserem
CENTEM3-PR-2011-02
14/16
5. Poděkování Vedení NTC Zajištění finančních prostředků a rozhodnutí investovat do výzkumu a vývoje laserových technologií. Pracovníci odboru TTP Všestranné využití pracoviště s minimem materiálních ztrát a bez úrazů.
Váš partner ve výzkumu a vývoji laserových technologií Váš partner ve vzdělávání a popularizaci laserových technologií
CELAT Nové technologie - výzkumné centrum Západočeská univerzita v Plzni Univerzitní 8, 306 14 Plzeň tel.: 377 634 720 fax: 377 634 702
laser.zcu.cz CENTEM3-PR-2011-02
15/16
6. Video-ukázka laserového kalení Ozubené kolo Lanovnice Matice Trn Forma VDI držák nástrojů
CENTEM3-PR-2011-02
16/16
