Obróbka CNC: Dorobienie nietypowego wału i koła zębatego na podstawie zużytego wzoru – Inżynieria Odwrotna

Stara maszyna bez dokumentacji technicznej?

Klient posiadał starszą maszynę produkcyjną sprowadzoną z zagranicy, dla której nie była dostępna kompletna dokumentacja techniczna ani modele CAD części zamiennych.

Problem pojawił się w momencie zużycia kluczowych elementów mechanizmu – wału oraz koła zębatego.

Zakup oryginalnych części był utrudniony, a ze względu na wiek maszyny ich dostępność była ograniczona. Jednocześnie wykonanie nowych elementów wymagało dokładnego odtworzenia geometrii części, które przez lata eksploatacji uległy zużyciu.

Rozwiązaniem była inżynieria odwrotna, czyli odtworzenie geometrii części na podstawie istniejących elementów.

Wyzwanie – brak dokumentacji i zużyte elementy

Największym problemem był brak dokumentacji producenta.

Nie było dostępnego aktualnego rysunku technicznego, modelu 3D ani dokumentacji pozwalającej bezpośrednio przekazać część do produkcji.

Dodatkowym utrudnieniem było zużycie oryginalnych elementów.

W przypadku prostego wału wykonanie pomiarów zużytej części może nie wystarczyć, ponieważ obecne wymiary nie zawsze odpowiadają wymiarom nominalnym, z jakimi element został pierwotnie wykonany.

Jeszcze większym wyzwaniem było odtworzenie koła zębatego.

Konieczne było określenie między innymi:

• wymiarów wału,
• średnic poszczególnych powierzchni,
• długości elementu,
• sposobu mocowania,
• położenia współpracujących elementów,
• parametrów uzębienia koła,
• geometrii poszczególnych powierzchni,
• materiału odpowiedniego do warunków pracy,
• wymaganej twardości.

Celem nie było więc wykonanie kopii zużytej części, ale możliwie dokładne odtworzenie pierwotnej geometrii elementu.

Rozwiązanie – inżynieria odwrotna krok po kroku

W pierwszym etapie wykonano dokładne pomiary dostarczonych elementów.

Na ich podstawie rozpoczęto proces odtwarzania geometrii części.

Pomiary zużytego wzoru

Oryginalny wał oraz koło zębate zostały wykorzystane jako wzorce.

Podczas pomiarów zwrócono uwagę zarówno na podstawowe wymiary, jak i na powierzchnie współpracujące z pozostałymi elementami maszyny.

W przypadku elementów zużytych istotne jest rozróżnienie pomiędzy wymiarem wynikającym z pierwotnej konstrukcji a wymiarem, który powstał w wyniku wieloletniej eksploatacji.

Dlatego pomiary zostały połączone z analizą konstrukcji oraz sposobu pracy elementów.

Stworzenie modelu 3D

Kolejnym etapem było odtworzenie geometrii części w postaci modelu 3D.

Model pozwolił uporządkować zebrane dane pomiarowe oraz stworzyć cyfrowy odpowiednik elementu, który mógł zostać wykorzystany jako podstawa do dalszego procesu produkcyjnego.

Jest to jedna z najważniejszych zalet inżynierii odwrotnej.

Zamiast rozpoczynać produkcję bezpośrednio na podstawie zużytego elementu, można najpierw odtworzyć jego geometrię i przygotować cyfrową dokumentację części.

Dobór materiału

Po odtworzeniu geometrii określono wymagania dotyczące materiału.

Dobór materiału powinien uwzględniać sposób pracy elementu, obciążenia, współpracę z innymi częściami oraz warunki eksploatacji.

W przypadku wału i koła zębatego istotne znaczenie ma również możliwość uzyskania odpowiednich właściwości mechanicznych po obróbce cieplnej.

Toczenie i frezowanie

Po przygotowaniu dokumentacji przystąpiono do wykonania nowych elementów.

Wał został wykonany z wykorzystaniem obróbki CNC, w tym toczenia odpowiednich powierzchni oraz wykonania wymaganych cech geometrycznych.

Koło zębate wymagało z kolei precyzyjnej obróbki związanej z wykonaniem uzębienia.

Połączenie toczenia, frezowania i odpowiedniej kontroli wymiarowej pozwoliło przygotować elementy zgodne z odtworzoną geometrią.

Hartowanie

Ze względu na charakter pracy elementów zastosowano również obróbkę cieplną w postaci hartowania.

Celem procesu było uzyskanie odpowiednich właściwości materiału i zwiększenie odporności elementów na zużycie.

W przypadku elementów współpracujących w układach napędowych odpowiedni dobór materiału i obróbki cieplnej może mieć bezpośredni wpływ na ich trwałość eksploatacyjną.

Kontrola wykonanych elementów

Po wykonaniu i obróbce cieplnej elementy zostały poddane kontroli.

Sprawdzono między innymi zgodność kluczowych wymiarów z przygotowaną dokumentacją oraz prawidłowość wykonania powierzchni współpracujących.

Pozwoliło to ograniczyć ryzyko problemów podczas montażu i zapewnić odpowiednie dopasowanie nowych elementów do istniejącego mechanizmu.

Efekt – nowe części bez oryginalnej dokumentacji producenta

Efektem realizacji było wykonanie nowego wału oraz koła zębatego na podstawie zużytych elementów dostarczonych przez klienta.

Najważniejszym rezultatem było odtworzenie potrzebnych części mimo braku oryginalnej dokumentacji technicznej.

Proces obejmował:

• pomiary istniejących elementów,
• analizę zużycia,
• odtworzenie geometrii,
• przygotowanie modelu 3D,
• dobór materiału,
• toczenie,
• frezowanie,
• wykonanie uzębienia,
• hartowanie,
• kontrolę wykonanych elementów,
• przygotowanie części do montażu.

Dzięki zastosowaniu inżynierii odwrotnej CNC możliwe było stworzenie nowych elementów dla maszyny, której producent nie dostarczał już dostępnych części zamiennych.

Czym jest inżynieria odwrotna?

Inżynieria odwrotna polega na odtworzeniu konstrukcji istniejącego elementu na podstawie jego rzeczywistego egzemplarza.

W praktyce proces może obejmować pomiary, analizę konstrukcji, przygotowanie dokumentacji technicznej i modelu 3D, a następnie wykonanie nowej części.

Jest to szczególnie przydatne w przypadku:

• starszych maszyn,
• maszyn importowanych,
• urządzeń bez dokumentacji CAD,
• elementów wycofanych z produkcji,
• nietypowych części zamiennych,
• części, których producent już nie dostarcza,
• modernizacji istniejących maszyn.

Dzięki temu brak dokumentacji nie musi oznaczać konieczności wymiany całej maszyny lub kosztownej przebudowy mechanizmu.

Dorabianie części do maszyn na podstawie wzoru

Dorabianie części do maszyn może być skutecznym rozwiązaniem w sytuacji, gdy standardowe części zamienne są niedostępne lub czas oczekiwania na nie jest zbyt długi.

Szczególnie istotne jest to w przypadku starszych urządzeń, które nadal spełniają swoje zadanie, ale ich elementy mechaniczne są już zużyte.

Na podstawie dostarczonego wzoru można odtworzyć potrzebny element, przygotować dokumentację i wykonać nową część zgodnie z wymaganiami konkretnej maszyny.

Takie rozwiązanie pozwala przedłużyć eksploatację urządzenia i uniknąć konieczności wymiany całego podzespołu.

Inżynieria odwrotna CNC na Śląsku

LucasTech realizuje projekty związane z odtwarzaniem i wykonywaniem nietypowych części do maszyn.

Inżynieria odwrotna CNC na Śląsku może być wykorzystana między innymi do odtworzenia:

• wałów,
• tulei,
• kół zębatych,
• elementów mechanizmów,
• części maszyn,
• nietypowych części zamiennych,
• elementów, dla których nie ma dostępnej dokumentacji.

Proces może obejmować pomiary, przygotowanie modelu 3D, dobór materiału, obróbkę CNC oraz – w zależności od wymagań – odpowiednią obróbkę cieplną.

Podsumowanie

Brak dokumentacji producenta nie zawsze oznacza brak możliwości wykonania części zamiennej.

W opisanym przypadku zużyty wał i koło zębate stały się wzorcem do odtworzenia potrzebnych elementów. Na podstawie pomiarów i analizy konstrukcji przygotowano model 3D, dobrano materiał, a następnie wykonano części poprzez toczenie, frezowanie i obróbkę cieplną.

Zastosowanie inżynierii odwrotnej pozwoliło odtworzyć nietypowe elementy starej maszyny importowanej, mimo braku dokumentacji CAD producenta.

To rozwiązanie może być szczególnie wartościowe dla zakładów, które posiadają starsze maszyny i potrzebują części, których nie można już kupić jako standardowych zamienników.

Masz podobny problem w swoim zakładzie?

Potrzebujesz dorobić nietypową część do starej lub importowanej maszyny? Nie masz dokumentacji technicznej, ale posiadasz zużyty element?

Wyślij wzór do LucasTech. Wykonamy pomiary, odtworzymy geometrię i przygotujemy część do wykonania w technologii CNC.

Dorabianie części do maszyn • inżynieria odwrotna • modelowanie 3D • toczenie CNC • frezowanie CNC • obróbka cieplna

👉 Skontaktuj się z nami  Dane kontaktowe