Linearne ose igus bez potrebe za održavanjem u radnoj komori 3D štampača

Prvo se štampa prototip, zatim serija – u istom 3D štampaču, neprekidno i veoma automatizovano. Printinue, start-up kompanija, je sa velikim uspehom sprovela ovaj koncept u praksi. igus linearne ose bez potrebe za održavanjem vertikalno podešavaju i pozicioniraju glave za štampanje.

Trebalo je duže vremena nego što se očekivalo. Međutim, procesi aditivne proizvodnje – poznat kao 3D štampanje – postali su uobičajena praksa u industriji. Ovo važi ne samo za izradu prototipova i drugih jedinstvenih predmeta u predserijskoj proizvodnji, već i za proizvodnju malih ili srednjih serija. Kompanije koje žele koristiti 3D štampače za oba zadatka – prototipe i proizvodnju većeg obima – moraju koristiti različite vrste štampača. Takođe, moraju prihvatiti da ova inovativna tehnologija proizvodnje ima poprilično spor tempo i ne nudi mnogo automatizacije.

Cilj: izrada prototipa i serijska proizvodnja pomoću 3D štampača

Alternativno, mogu koristiti štampač kompanije Printinue i zaobići ova ograničenja. Ova nova kompanija sa sedištem u Solingenu osnovana je sa ciljem da učini 3D štampanje privlačnim za mala i srednja preduzeća i ponudi im štampače koji koriste FDM (fused deposition modeling) proces za štampanje prototipova, a zatim obavlja serijsku proizvodnju do 10.000 jedinica u režimu 24/7. Max Borhof, osnivač kompanije Printinue, uspešno je razvio takav štampač u tri veličine: „Naša proizvodnja jedva može da isprati zahteve.“ To nije iznenađujuće, s obzirom da je sistem izuzetno lak za upotrebu. Samokalibrirajući je i sa visokom efikasnošću proizvodi serijske delove, što rezultira niskim troškovima. Korisnik može da prati progres štampanja daljinski, putem kamere (naslovna fotografija).

Od pružaoca usluge 3D štampe do proizvođača štampača

Iako Printinue nije prisutan toliko dugo kao proizvođač štampača, ulažu u to obimno iskustvo. Borhof je razvio svoj prvi 3D štampač još 2010. godine jer nije bio zadovoljan opremom koju je koristio kao pružalac usluga aditivne proizvodnje. Nastavio je da usavršava taj prvi sistem i odlučio da napravi korak od pružaoca usluga 3D štampe do proizvođača štampača. Već je znao da je njegovo rešenje 3D štampača konkurentono: „Neki kupci su bili impresionirani kvalitetom njihovih štampanih komponenti. Pitali su me koje štampače koristim i bili vrlo iznenađeni kada sam im rekao da koristim svoje vlastite.“

Karakteristike kvaliteta: pogoni bez podmazivanja

U ranoj fazi, Borhof je prepoznao rad bez potrebe za podmazivanjem štampača kao važnu kvalitativnu karakteristiku: „Mislim da je apsolutno neophodno.“ Borhof to kaže jer postoje štampači koji uvek imaju tanak film ulja koji ometa prijanjanje komponenti na podlogu za štampanje i time preciznost procesa štampe – a Printinue sistemi su precizni do 1/100 milimetara. Samo zbog tog razloga, bilo je logično koristiti igus linearne pogone, koji koriste podmazivanje koje je „ugrađeno“ u plastiku visokih performansi. Takođe ispunjavaju i druge zahteve, poput visoke preciznosti, dobre kontrolabilnosti i niskih troškova.

Igus - kontrolisani linearni pogon

Slika 1. Igus – kontrolisani linearni pogon / Photo: igus GmbH

Četiri jedinice dryspin navojnih vretena u sinhronizovanom radu

Iz tog razloga, sobni linearni robot sa glavom(a) za štampanje, kreću se duž Z (vertikalne) ose pomoću četiri dryspin jedinice sa navojnim vretenom visokog navojnog stepena sa unapred postavljenim maticama vretena (Slika 1). Aluminijumska osovina dryspin montirana je u paralelne vođice svake linearne ose. Vodeća navojna vretena dryspin se montiraju direktno na drylin E koračne motore ugrađene ispod podloge za štampanje i pokreću se odatle. Kontrolni sistem sinhronizuje četiri pogona, a na gornjem fiksnom kraju, sferni drylin fiksni ležajevi sa flanšom zajedno sa iglidur J usmerivačima, fiksiraju vodeće navojno vreteno na mesto (Slika 2).

dryspin navojno vreteno

Slika 2. dryspin navojno vreteno / Photo: igus GmbH

Glatko funkcionisanje, precizno pozicioniranje, bez potrebe za održavanjem
U drylin sistemima motora sa vodećim navojnim vretenom, dryspin matica vodećeg navojnog vretena, izrađena od plastike visokih preformansi sa inkorporiranim podmazivanjem, kreću se po navojnom vretenu od nerđajućeg čelika. Ovaj koncept obezbeđuje glatko funkcionisanje i vrlo preciznu pozicioniranost. Eliminisanje konvencionalnih maziva ovde ima dve prednosti: sprečava formiranje ulja u radnoj komori, „ugrađeno“ mazivo ne može biti kontaminirano komponentama filamenta, što bi umanjilo njegovu efikasnost.

Dobro iskorišćeni igus modularni sistemi

Intenzivna upotreba igus modularnog sistema od strane Printinue developera je očigledan: u radionici se nalazi „igus corner“, kompaktan izložbeni stalak opremljen igus proizvodima za testiranje. igus je već isporučio oko 1,500 takvih izložbenih stalaka sa uzorcima komponenti samo u Nemačkoj, od kojih je jedan u Printinue. Developeri štampača u „3D Startup Campus NRW” u centru za startape u Solingenu koriste ne samo igus ležajeve i proizvode linearne tehnologije, već i E2-seriju energetskih lanaca (Slika 3). Energetski lanci su punjeni chainflex kablovima CF9 serije sa TPE omotačem, razvijenim od nule za upotrebu u mobilnim aplikacijama.

igus – energetski lanac

Slika 3. igus – energetski lanac / Photo: igus GmbH

Kako 3D štampa postaje konkurentna

Printinue koncept – samokalibrirajući 3D štampač koji je jednostavan za korišćenje i odmah štampa serije delova nakon štampanja prototipova – dobro je prihvaćen u industriji. Štampači su trenutno dostupni u tri veličine, obrađuju plastične filamente i mogu se dobiti sa jednom ili dve glave za štampanje. Borhof kaže, „Dvostruki ekstruder omogućava štampaču da ‘reflektuje’ komponente i radi dvostruko brže ili štampa u dve različite boje ili tipa filamenta.“

Mogućnost serijske proizodnje istom tehnologijom takođe pruža odgovor na često postavljeno pitanje, kako prevesti odobreni 3D štampani prototip u seriju: koristite isti uređaj i isti fajl za štampanje. Printinue je elegantno rešio problem kako gotovi delovi napuštaju komoru za štampanje kombinacijom uređaja za guranje i transportne trake.

Ovo omogućava štampaču da radi potpuno samostalno i kontinurirano. Takođe znači da se štampač može koristiti za širok spektar mogućnosti upotrebe, budući da se nekoliko štampača može umrežiti za velike količine – opcija koja se takođe primenjuje u praksi.

Predstojeća usavršavanja

Printinue inženjeri su entuzijastični dizajneri i stoga neprestano usavršavanju svoje štampače. Na primer, uskoro će biti dostupan centralni bunker za materijal sa kalemima filamenata za nekoliko sistema. Takođe su u procesu razvoja varijante štampača koji može obrađivati granulat umesto filamenta. Printinue će koristiti igus komponente modularnog sistema koje ne zahtevaju podmazivanje i u ovom projektu. Postoji još jedan nivo saradnje: igus asortiman proizvoda uključuje filamente napravljene od plastike visokih performansi sa inkorporiranim podmazivanjem za 3D štampanje.

Više informacija: Hennlich d.o.o., Senajska 1, 11433 Beograd – Senaja, Srbija; tel: +381 11 63 098 17, web: www.hennlich.rs

Aleksandar Dakić
Follow me
Latest posts by Aleksandar Dakić (see all)