На початку 2015 року східнонімецький StartUp, AIM3D поставив собі за мету зробити революцію у світі 3D-друку, створивши 3D-друкарську машину, яка б запропонувала потенціал з часом стати стандартним інструментом на кожній робочій верстаті. Одним з несподіваних викликів у цьому прагненні розробити гнучку та економічно ефективну машину 3D друку було пошук відповідного постачальника високоякісної лінійної системи наведення, яка б відповідала їх потребам.
Засновники компанії AIM3D GmbH, всі з Університету Ростока на Східному узбережжі Німеччини, мали на меті різко знизити витрати на додаткове виготовлення металевих деталей. З їхнього досвіду, широке використання присадки у виробництві поки що не вдалося через високі матеріальні та машинні витрати. І сьогодні багато 3D-принтерів вміщують лише один матеріал і часто покладаються на дорогі матеріали для друку."Нашою амбіцією було створити верстат" 21 століття ", який має місце в будь-якій компанії, як токарний верстат чи фрезерний центр у 19-му.гостоліття,"каже Роберт Радон, керівник відділу розвитку мехатроніки.
Коли команда навколо AIM3D почала будувати перші прототипи свого 3D-принтера, ExAM 255, вони були впевнені, що знайти відповідні лінійні напрямні для їхніх вимог буде просто - це не видається надзвичайно складним завданням. Однак незабаром стало очевидним, що це не так«Щоб зробити процес друку максимально точним, важливо, щоб дві друкуючі голівки були ідеально вирівняні, навіть на великих швидкостях. Щоб уникнути удару під час друку, опора друкарського шару також повинна бути побудована так, щоб вона була повністю стійкою »., пояснює Рене Зільке, керівник відділу розвитку рослин.
"Крім того, оскільки механізм підняття та опускання друкувальних голів є таким видимим інтерфейсом між користувачем і машиною, для нас було важливо, щоб лінійний напрямок виглядав і відчував себе високоякісним",додає Зільке, який брав участь у розробці принтера з самого початку. Хоча інженери AIM3D мали на меті різко знизити витрати на виготовлення добавок, вони не хотіли цього робити, роблячи загрозу якості. Однак пошук цієї комбінації особливостей за прийнятною ціною виявився складнішим, ніж очікувалося. Вони розглянули ряд постачальників лінійних систем наведення рішень, але нічого не задовольнило їх високі вимоги, поки вони не натрапили на HepcoMotion. HepcoMotion спеціалізується на високоякісних лінійних рішеннях та компонентах автоматизації, і, відзначаючи свій п’ятдесятирічний ювілей цього року, здобув репутацію своїх високоякісних продуктів, які потребують невеликого обслуговування та гарантування абсолютної точності.
Техніка високого класу
Марк Вьолкерс, торговий представник від HepcoMotion, порадив команді AIM3D щодо найбільш відповідних продуктів для їх застосування:«У принтері було мало місця, і напрямні піддаються значним навантаженням під високим прискоренням, в той час як все ще потрібно працювати надійно та точно. Тут підшипники тонкої підшипника Hepco і повзунок NV20 з нашої лінійної направляючої системи GV3 були найкращим рішенням. "пояснює Велькерс.
Тонкі підшипники HepcoMotion безпосередньо кріпляться до двох змінних головок принтера, а разом із слайдами NV20 від HepcoMotion вони забезпечують переміщення головки принтера вгору та вниз зі швидкістю 2,5 м / с з абсолютною точністю. Рух xy досягається трьома кульковими гвинтами; два на осі x і один на осі y. Рух Z для друку відбувається за допомогою двох кулькових гвинтів. ExAm 255 використовує дві друкуючі головки, щоб легко впоратися з можливими змінами матеріалів. Під час процесу друку друга друкована головка, яка не використовується, постійно піднімається на 10 мм, щоб вона не стикалася з об'єктом, який слід друкувати.
Однією з важливих переваг лінійного експерта HepcoMotion GV3 є можливість налаштування підшипників і, отже, видалення гри, що розвивається від зносу протягом усього терміну експлуатації виробу."Тож замість того, щоб демонтувати та змінювати лінійну напрямну та підшипник, ви можете просто відрегулювати наш підшипник, що, очевидно, набагато більш економічно та низько,"додає Вьолкерс."Можливість регулювання та переналаштування була для нас надзвичайно важливою, оскільки навіть найменші відхилення в діапазоні мікронів неприйнятні для кінцевого продукту",додає Зільке.
Дія самоочищення GV3 також була важливою особливістю в цьому середовищі, де бруд та сміття є постійною присутністю. Завдяки специфічній формі V напрямних, частинки бруду постійно відштовхуються через рух підшипників під час процесу друку. Ця функція самоочищення забезпечує довгий термін служби системи навіть у брудних середовищах, як процес друку. «Зрештою, нас досить просто переконали продукти компанії Hepco; як якість, так і особливості продукту були правильними. Ми також вважаємо дуже корисним подання зразка, з яким ми могли б експериментувати, чогось ми не очікували, оскільки ми ще не є основним покупцем », - каже Зіельке, пояснюючи рішення використовувати систему GV3 Hepco.
Поставте йти
На завершення ExAM255 знадобилися два роки в галузі розробки, але тепер AIM3D GmbH готові перейти до серійного виробництва і чекають патенту на свої друкуючі головки CEM E-1 Extruder. Принтер може обробляти майже будь-який гранульований шприц до діаметра 3 мм. "Дійсно особливе в екструдері E-1 полягає в тому, що замовнику не потрібно купувати дорогі полімерні нитки або металеві порошки", - пояснює пан Радон, який працював науковим співробітником в університеті до заснування компанії. Можливість використання стандартних гранул для ін'єкцій робить процес набагато дешевшим. Крім того, той самий матеріал можна використовувати для прототипів та кінцевого виготовлення, що робить перехід від прототипу до готового продукту більш економічним та швидшим для кінцевого споживача. «На мою думку, ми єдина компанія, яка розробила такий універсальний 3D-принтер. Хоча є кілька, які працюють з полімерними гранулами, вони не пропонують вибору в асортименті матеріалів, і це унікальна особливість нашої системи ", - пояснює Zielke.
Примітною особливістю принтера AIM3D є відокремлення форми та сплавлення під час процесу друку. Під час друку тільки термопластичний матеріал-носій плавиться, щоб надати деталі форму. Після цього компонент може бути перероблений перед самим процесом спікання. Це, у свою чергу, зменшує витрати на інструментальне та механічне оброблення під час післяобробки. Потім зв'язуючий матеріал видаляється з термопластичного носія (у двоступеневому процесі) і, нарешті, спікається в духовці, таким чином створюючи кінцевий продукт.
Прототипи були добре сприйняті, особливо від автомобільної промисловості, де зазвичай застосовують пластики, наповнені скловолокном. У цій галузі маржа низька, і існує потреба в постійній адаптації. Тут у нас є 3D-принтер, який більше не покладається на власну екосистему, але працює з легкодоступними, стандартизованими матеріалами та інструментами, що дозволяє значно знизити витрати на виготовлення добавок. Центральна частина системи, GV3 компанії Hepco вже понад рік працює над прототипами, і Hepco залишатиметься постачальником постачальника AIM3D, коли справа стосується лінійних напрямних систем.