La începutul anului 2015, un StartUp East German, AIM3D și-a propus să revoluționeze lumea tipăririi 3D prin crearea unei mașini de imprimare 3D care să ofere potențialul de a deveni în cele din urmă un instrument standard pe fiecare bancă de lucru. O provocare neașteptată în această încercare de a dezvolta o mașină de imprimare 3D flexibilă și eficientă din punct de vedere economic a fost găsirea unui furnizor adecvat de un sistem de orientare liniar de înaltă calitate, care să se potrivească nevoilor lor.
Fondatorii AIM3D GmbH, toți de la Universitatea din Rostock din Coasta de Est a Germaniei, au urmărit reducerea drastică a costurilor de fabricație aditivă a pieselor metalice. În experiența lor, utilizarea pe scară largă a producției de aditivi nu a reușit până acum din cauza costurilor ridicate de materiale și mașini. Încă în ziua de azi, multe imprimante 3D găzduiesc doar un singur material și se bazează adesea pe materiale scumpe pentru imprimare.„Am fost ambiția noastră de a crea„ mașina-unelte din secolul 21, care are un loc în orice companie, la fel ca un strung sau un centru de frezare în 19leasecol,"spune Robert Radon, șeful Mecatronică pentru dezvoltare.
Când echipa din jurul AIM3D a început să construiască primele prototipuri ale imprimantei sale 3D, ExAM 255, erau convinși că găsirea ghidurilor liniare adecvate pentru cerințele lor va fi simplă - nu părea o sarcină extraordinar de complexă. Cu toate acestea, în curând a devenit evident că acesta nu a fost cazul„Pentru ca procesul de imprimare să fie cât mai exact posibil, este crucial ca cele două capete de imprimare să fie perfect aliniate, chiar și la viteze rapide. Pentru a evita șocurile în timpul tipăririi, suportul patului de imprimare trebuie să fie construit astfel încât să fie complet stabil ”, explică Rene Zielke, care este șeful dezvoltării plantelor.
„În plus, deoarece mecanismul de ridicare și coborâre a capetelor de imprimare este o interfață atât de vizibilă între utilizator și mașină, a fost important pentru noi că ghidul liniar arăta și se simțea de înaltă calitate”.adaugă Zielke care a fost implicat în dezvoltarea imprimantei încă de la început. În timp ce inginerii AIM3D vizau reducerea drastică a costurilor de fabricație aditivă, nu au vrut să facă acest lucru prin compromisul calității. Totuși, găsirea acestei combinații de caracteristici la un preț acceptabil s-a dovedit mai dificil decât se aștepta. S-au uitat la un număr de furnizori de sisteme liniare de ghidare a soluțiilor, dar nimic nu a satisfăcut destul de mare cerințele lor până când au întâlnit HepcoMotion. HepcoMotion este specializată în soluții liniare de înaltă calitate și componente de automatizare și, sărbătorind aniversarea de cincizeci de ani în acest an, a câștigat o reputație pentru produsele sale de ultimă generație, care necesită puțină întreținere și garantează o precizie absolută.
Inginerie de ultimă generație
Mark Völkers, reprezentantul vânzărilor de la HepcoMotion, a recomandat echipa AIM3D cu privire la produsele cele mai potrivite pentru aplicarea lor:„Nu există prea mult spațiu în imprimantă, iar ghidurile sunt supuse unor încărcări considerabile în accelerație mare, în timp ce mai trebuie să funcționeze în mod fiabil și precis. Aici, lagărele slimline Hepco și diapozitivul NV20 din sistemul nostru de ghidare liniară GV3 au fost cea mai bună soluție ”explică Völkers.
Rulmenții slimline ai HepcoMotion sunt montați direct pe cele două capete de imprimantă schimbabile, iar împreună cu diapozitivele NV20 ale HepcoMotion, acestea asigură că capul imprimantei este mutat în sus și în jos cu o viteză de 2,5 m / s cu o precizie absolută. Mișcarea xy se realizează cu trei șuruburi cu bilă; două pe axa x și una pe axa y. Mișcarea Z pentru tipărire se întâmplă prin două șuruburi cu bilă. ExAm 255 folosește două capete de imprimare pentru a face față cu ușurință posibilelor schimbări de materiale. În timpul procesului de imprimare, cel de-al doilea cap de imprimare care nu este utilizat, este ridicat în mod constant cu 10mm, astfel încât să nu se ciocnească cu obiectul de imprimat.
Un avantaj important al gamei GV3 de HepcoMotion expert liniar este capacitatea de a reajusta rulmenții și, prin urmare, de a elimina jocul care se dezvoltă din uzura de-a lungul vieții produsului.„Deci, în loc să demontați și să schimbați ghidul liniar și rulmentul, puteți reajusta pur și simplu rulmentul nostru, care este, evident, mult mai eficient din punct de vedere al timpului și cu un cost mai mic”,adaugă Völkers.„Capacitatea de a ajusta și reajusta a fost extrem de importantă pentru noi, deoarece chiar și cele mai mici abateri ale gamei de microni sunt inacceptabile în produsul final,”adaugă Zielke.
Acțiunea de auto-curățare a GV3 a fost, de asemenea, o caracteristică importantă în acest mediu în care murdăria și resturile sunt o prezență constantă. Datorită formei specifice a ghidajelor V, particulele de murdărie sunt îndepărtate constant prin mișcarea rulmenților în timpul procesului de imprimare. Această caracteristică de auto-curățare asigură o durată lungă de viață a sistemului chiar și în medii murdare precum procesul de imprimare. „În cele din urmă, am fost convinși pur și simplu de produsele Hepco; atât calitatea, cât și caracteristicile produsului erau corecte. De asemenea, am considerat că este foarte util să li se ofere un eșantion cu care am putea experimenta, lucru la care nu ne așteptam, deoarece nu suntem încă un cumpărător în vrac ”, spune Zielke, explicând decizia de a folosi sistemul GV3 al Hepco.
Pune-te la drum
A fost nevoie de doi ani de lucrări de dezvoltare pentru a finaliza ExAM255, dar acum AIM3D GmbH este gata să se mute în producția în serie și așteaptă brevetul pentru capetele lor de imprimare CEM E-1 Extruder. Imprimanta poate prelucra aproape orice granulat turnat prin injecție până la un diametru de 3mm. „Lucrul cu adevărat deosebit despre Extruderul E-1 este că clientul nu trebuie să cumpere filamente polimerice scumpe sau pulberi metalice”, explică domnul Radon, care a lucrat ca asistent de cercetare la Universitate înainte de a fonda compania. Capacitatea de a utiliza granule de injecție standard face ca procesul să fie mult mai puțin costisitor. În plus, același material poate fi utilizat pentru prototipuri și fabricarea finală, făcând trecerea de la prototip la produs finit mai economică și mai rapidă pentru utilizatorul final. „În opinia mea, suntem singura companie care a dezvoltat până acum o astfel de imprimantă 3D utilizabilă universal. Deși există câteva care funcționează cu granule de polimeri, acestea nu oferă alegere în gama de materiale și aceasta este o caracteristică unică a sistemului nostru ”, explică Zielke.
O caracteristică notabilă a imprimantei AIM3D este separarea formei și fuziunii în timpul procesului de imprimare. În timpul imprimării, numai materialul purtător termoplastic este topit pentru a da o componentă forma sa. După aceasta, componenta poate fi refăcută înainte de procesul de sinterizare. La rândul său, reduce costurile de scule și prelucrare în timpul post-procesării. Materialul de legare este apoi îndepărtat din suportul termoplastic (într-un proces în două etape) și, în final, sinterizat într-un cuptor creând astfel produsul final.
Prototipurile au fost bine primite, în special din industria auto în care sunt utilizate frecvent materiale plastice umplute cu fibre de sticlă. În această industrie, marjele sunt mici și există o nevoie constantă de adaptare. Aici avem o imprimantă 3D care nu se mai bazează pe propriul ecosistem, dar funcționează cu materiale și instrumente standardizate, disponibile ușor, aducând potențialul de a reduce semnificativ costurile de fabricație aditivă. O parte centrală a sistemului, GV3 de la Hepco lucrează bine de peste un an la prototipuri, iar Hepco va rămâne furnizorul AIM3D la alegere atunci când vine vorba de sisteme de ghidare liniare.