В началото на 2015 г. източногермански StartUp, AIM3D си постави за цел да революционизира света на 3D печат чрез създаване на 3D печатаща машина, която би предложила потенциал в крайна сметка да се превърне в стандартен инструмент на всяка работна маса. Едно неочаквано предизвикателство в този стремеж за разработване на гъвкава и икономически ефективна 3D печатаща машина беше намирането на подходящ доставчик на висококачествена линейна система за насочване, която да отговаря на техните нужди.
Основателите на AIM3D GmbH, всички от Университета в Росток в Източното крайбрежие на Германия, целяха драстично да намалят разходите за добавъчното производство на метални части. Според техния опит широкото използване на производството на добавки досега се проваля поради високите разходи за материали и машини. И до днес много 3D принтери разполагат само с един материал и често разчитат на скъпи материали за печат.„Нашата амбиция беше да създадем машината на 21 век, която да има място във всяка компания, подобно на струг или фрезови център през 19-те годинитатавек ",казва Робърт Радон, ръководител „Мехатроника за развитие“.
Когато екипът около AIM3D започна да изгражда първите прототипи на своя 3D принтер, ExAM 255, те бяха убедени, че намирането на подходящи линейни водачи за техните изисквания би било пряко - не изглеждаше изключително сложна задача. Скоро обаче стана ясно, че това не е така„За да бъде процесът на печат възможно най-точен, е от съществено значение двете печатащи глави да са перфектно подравнени, дори и при бързи скорости. За да се избегне шок по време на печат, опората на печатащото легло също трябва да бъде конструирана така, че да е напълно стабилна. “, обяснява Рене Зилке, който е ръководител на развитието на растенията.
„Освен това, тъй като механизмът за повдигане и спускане на печатащите глави е толкова видим интерфейс между потребителя и машината, за нас беше важно, че линейният водач изглеждаше и се чувстваше висококачествен“,добавя Зилке, който участва в разработването на принтера още от самото начало. Въпреки че инженерите на AIM3D целят драстично да намалят разходите за производство на добавки, те не искат да направят това, като правят компромиси с качеството. Въпреки това намирането на тази комбинация от характеристики на приемлива цена се оказа по-предизвикателно от очакваното. Те разгледаха редица доставчици за линейни системи за насочване на решения, но нищо не задоволи високите им изисквания, докато не се натъкна на HepcoMotion. HepcoMotion е специализирана в висококачествени линейни решения и компоненти за автоматизация и, като празнува петдесетгодишния си юбилей тази година, придоби репутация на своите продукти от висок клас, които изискват малко поддръжка и гарантират абсолютна прецизност.
Инженеринг от висок клас
Марк Вьолкерс, търговски представител от HepcoMotion, посъветва екипа на AIM3D за най-подходящите продукти за тяхното приложение:„В принтера няма много място и водачите са подложени на значителни натоварвания при високо ускорение, докато все още трябва да работят надеждно и точно. Тук тънките лагери на Hepco и плъзгащото устройство NV20 от нашата система за линейни водачи GV3 бяха най-доброто решение “,обяснява Вьолкерс.
Тънките лагери на HepcoMotion се монтират директно към двете сменяеми глави на принтера и заедно с плъзгачите NV20 на HepcoMotion гарантират, че главата на принтера се движи нагоре и надолу със скорост 2,5 m / s с абсолютна точност. Движението xy се постига с три сферични винта; две по оста x и една по оста y. Движението Z за отпечатване се осъществява чрез два сферични винта. ExAm 255 използва две печатащи глави, за да се справи лесно с възможни промени в материала. По време на процеса на печат втората печатаща глава, която не се използва, постоянно се повдига с 10 мм, така че да не се сблъсква с обекта, който ще бъде отпечатан.
Едно важно предимство на GV3 гамата от линейни експертни HepcoMotion е възможността да коригира лагерите и следователно да премахва играта, която се развива от износването през целия живот на продукта.„Така че вместо да се налага да демонтирате и сменяте линейния водач и лагера, можете просто да коригирате нашия лагер, който очевидно е много по-ефективен във времето и с ниска цена“,добавя Вьолкерс.„Способността за регулиране и пренастройване беше изключително важна за нас, тъй като дори и най-малките отклонения в обхвата на микроните са неприемливи за крайния продукт“,добавя Зилке.
Самопочистващото действие на GV3 също беше важна характеристика в тази среда, където мръсотията и отпадъците са постоянно присъствие. Благодарение на специфичната форма на V водачите, частиците мръсотия непрекъснато се изтласкват чрез движението на лагерите по време на процеса на печат. Тази функция за самопочистване гарантира дълъг живот на системата дори и в мръсна среда като процеса на печат. „В крайна сметка бяхме просто убедени от продуктите на Hepco; както качеството, така и характеристиките на продукта бяха правилни. Освен това намерихме за много полезно да ни бъде предоставена проба, с която бихме могли да експериментираме, нещо, което не очаквахме, тъй като все още не сме масови купувачи “, казва Зилке, обяснявайки решението да използва GV3 системата на Hepco.
Започнете да тръгвате
За завършването на ExAM255 бяха необходими две години на разработка, но сега AIM3D GmbH са готови да започнат серийно производство и чакат патента за своите печатащи глави CEM E-1 Extruder. Принтерът може да обработва почти всеки инжекционен гранулат до диаметър 3 мм. „Наистина специалното нещо за E-1 Extruder е, че клиентът не трябва да купува скъпи полимерни нишки или метални прахове“, обяснява г-н Радон, който е работил като научен сътрудник в университета, преди да основава компанията. Възможността за използване на стандартни инжекционни гранули прави процеса много по-евтин. Освен това, същият материал може да се използва за прототипи и крайно производство, което прави прехода от прототип към готовия продукт по-икономичен и по-бърз за крайния потребител. „Според мен досега сме единствената компания, разработила такъв универсално използваем 3D принтер. Въпреки че има няколко, които работят с полимерни гранули, те не предлагат избор в гамата от материали и това е уникална характеристика на нашата система “, обяснява Zielke.
Забележителна характеристика на принтера на AIM3D е отделянето на формата и сливането по време на процеса на печат. По време на печат само термопластичният носител се слепи, за да придаде на компонента форма. След това компонентът може да бъде преработен преди действителния процес на синтероване. Това от своя страна намалява разходите за инструменти и обработка по време на последваща обработка. След това свързващият материал се отстранява от термопластичния носител (в двуетапен процес) и накрая се синтерира във фурна, като по този начин се създава крайния продукт.
Прототипите са добре приети, особено от автомобилната индустрия, където обикновено се използват пластмаси, пълни със стъклени влакна. В тази индустрия маржовете са ниски и има постоянна необходимост от адаптиране. Тук имаме 3D принтер, който вече не разчита на собствената си екосистема, но работи с лесно достъпни, стандартизирани материали и инструменти, носейки потенциал за значително намаляване на разходите за производство на добавки. Централната част на системата, GV3 на Hepco работи добре повече от година в прототипите и Hepco ще остане доставчик на AIM3D по избор, що се отнася до линейни водачи.