Bečki robot za popravku metalnih delova srpskog naučnika donosi revoluciju

Tehnički univerzitet u Beču (TU Wien), u saradnji sa Igm Robotersysteme AG, razvio je mobilno postrojenje koje omogućava popravku metalnih delova direktno na mestu oštećenja, a istraživački projekat je vodio Željko Šarić iz Instituta za proizvodnu tehnologiju i fotonske tehnologije (IFT).

U industriji, energetici ili velikim kamionima, kvar masivnih i teških metalnih komponenti može biti veoma skup. Zamena podrazumeva visoke troškove materijala, a čekanje na odgovarajuće rezervne delove često traje nedeljama. U mnogim slučajevima, popravka bi bila isplativija, ali nedostaje odgovarajuća procedura za njeno sprovođenje.

Prototip je sada razvijen na Tehničkom univerzitetu u Beču upravo za takve situacije. U standardnom kontejneru za prevoz od šest metara, igm je instalirao robotski sistem za aditivnu proizvodnju žičnom lučnom tehnikom (WAAM). Ovaj proces se zasniva na elektrolučnom zavarivanju, u kojem se materijal nanosi sloj po sloj, slično 3D štampaču, ali u ovom slučaju je to metal.

Institut za proizvodnu tehnologiju i fotoniku na Tehničkom univerzitetu u Beču dodatno je opremio sistem senzorima i algoritmima. Ovo omogućava automatsko skeniranje oštećenog dela, njegovo upoređivanje sa odgovarajućim neoštećenim delom, izračunavanje količine nedostajućeg materijala, a zatim njegovu direktnu nadogradnju pomoću sistema, navodi se u objavi TU Wien.

 Popravka metalnih delova na licu mesta

„Naša početna ideja bila je jednostavan scenario: zamislite da se kuka za vuču na velikom teretnom vozilu, na primer vojnom, pokvari. Kako možemo da je popravimo, a da ne čekamo danima na rezervni deo?“, rekao je Željko Šarić iz Instituta za proizvodnu tehnologiju i fotonske tehnologije, šef ovog istraživačkog projekta.

„Naravno, ovaj problem može da se javi svuda gde se koriste veliki i teški delovi – na primer u elektrani, kada je turbina oštećena, ili u velikim industrijskim postrojenjima. Instaliranje nove turbine ne samo da košta mnogo novca i zahteva veliku količinu materijala, već i isporuka traje dugo. Tokom ovog vremena, postrojenje ne može da radi“, objasnio je Šarić.

„Naša vizija je bila da napravimo mobilno postrojenje koje bi se moglo transportovati kamionom i pomoću kojeg bi se popravke mogle vršiti direktno na mestu kvara“, rekao je Šarić.

Oštećena komponenta se prvo automatski skenira kako bi se kreirao njen trodimenzionalni model. Savijeni delovi ili nepravilne površine nastale usled loma se prvo uklanjaju. Rezultat skeniranja se zatim na računaru upoređuje sa geometrijom koju komponenta treba da ima.

„Ovo je najzahtevniji deo zadatka. Moramo precizno izračunati geometrijsku razliku, odnosno trodimenzionalnu zapreminu materijala koju je potrebno dodati da bi se dobio željeni originalni oblik“, objašnjava Šarić.

Izračunata zapremina materijala se zatim pretvara u kod koji robot može da koristi i koji sadrži sve putanje kretanja alata.

Robot dodaje metal sloj po sloj

Dodavanje materijala funkcioniše slično kao kod elektrolučnog zavarivanja. Žica koja se topi služi i kao elektroda i kao dodatni materijal. Zbog jakog protoka električne struje, ona se kratko vreme zagreva na veoma visoku temperaturu. Na kraju žice se formira mala kap metala koja pada na komponentu i tamo se stvrdnjava.

Ovaj proces se odvija skoro 200 puta u sekundi. Preciznim upravljanjem robotskom rukom, koordinisanim sa kretanjem žice i odgovarajućim električnim parametrima, moguće je oblikovati željeni trodimenzionalni oblik tačku po tačku i sloj po sloj – skoro kao kućni 3D štampač, samo sa industrijskim metalima.

Veliko interesovanje za prototip Tehnologija sa Tehničkog univerziteta u Beču već privlači međunarodnu pažnju.

Naučni principi koji stoje iza nje objavljeni su na stručnim konferencijama, dok je univerzitetski pogon kontejnera predstavljen i na „AM Village“ u Španiji, evropskom događaju posvećenom aditivnim tehnologijama.