W różnych branżach i materiałach, druk 3D w coraz większym stopniu podbija nie tylko rozwój produktów, ale także przemysłowe procesy produkcyjne. Jednak, aby produkcja addytywna stała się kolejną zaufaną i powszechną metodą wytwarzania w zastosowaniach przemysłowych, materiały do druku 3D muszą być tak samo wydajne, jak ich odpowiedniki przetwarzane mechanicznie.
Firma igus poświęciła się temu zadaniu w dziedzinie wysokowydajnych technicznych tworzyw sztucznych i koncentruje się na rozwoju filamentów oraz proszków SLS do wytwarzania elementów o niskim współczynniku tarcia i odpornych na zużycie do zastosowań przemysłowych.
Co oznacza „odporność na zużycie” dla elementów mechanicznych?
Odporność na zużycie to zdolność materiału do wytrzymania ścierania w różnych warunkach naprężeń. Rozważmy na przykład łożysko ślizgowe jako klasyczny przypadek. Wał obraca się lub ślizga w łożysku pod pewnym obciążeniem i z określoną prędkością. W tym przypadku zużycie powierzchni wewnętrznej, oznacza zwiększenie średnicy łożyska, powstają luzy i inne niepożądane efekty uboczne, które ostatecznie prowadzą do uszkodzenia łożyska, a tym samym awarii maszyny. Może to jednak również prowadzić do zużycia wału, którego naprawa lub wymiana jest w większości przypadków trudniejsza i droższa niż wymiana samego łożyska.
W związku z tym, nasz rozwój materiałów ma na celu jak największą poprawę odporności materiału na zużycie. Termin “zużycie” można oczywiście rozszerzyć na inne ruchome zastosowania w podobnych warunkach – ślizgi, łożyska liniowe, koła zębate, nakrętki gwintowane, podkładki oporowe, chwytaki i wiele innych.
Dlaczego odporność na zużycie jest ważna dla druku 3D?
Ponieważ druk 3D jest obecnie wykorzystywany nie tylko do budowy prototypów, ale także w produkcji przemysłowej, jako sposób wytwarzania części końcowych. Materiały do druku 3D muszą więc mieć takie same właściwości jak materiały, które były wcześniej używane w konwencjonalnych technologiach produkcyjnych. Dotyczy to wszystkich właściwości materiałów – mechanicznych, termicznych, elektrycznych, itp. Dla naszych klientów – którzy od lat polegają na wysokowydajnych polimerach firmy igus – odporność na zużycie i współczynnik tarcia są najważniejszymi właściwościami, nawet przy wyborze materiału do druku 3D.
Wielobranżowe zalety odpornych na zużycie materiałów do druku 3D
W wielu gałęziach przemysłu materiały iglidur stosowane są albo w celu poprawy technologicznego aspektu zastosowania (np. w celu zmniejszenia nakładów na konserwację poprzez wyeliminowanie konieczności regularnego smarowania), albo w celu obniżenia kosztów produkcji seryjnej (najlepiej jedno i drugie!). Kluczowymi gałęziami przemysłu są przemysł motoryzacyjny, spożywczy i opakowaniowy, budowa maszyn i urządzeń oraz energetyka. Ale ponieważ prawie każdą maszynę można ulepszyć za pomocą odpornych na zużycie komponentów, a w firmie igus regularnie opracowywane są nowe materiały spełniające specjalne wymagania (ESD, zgodne z wymaganiami żywnościowymi, trudnopalne itp.), coraz więcej branż odkrywa dla siebie zalety odpornych na zużycie tworzyw sztucznych z produkcji addytywnej.
ZAMÓW JUŻ TERAZ i PRZETESTUJ!
Darmowa, wydrukowana w 3D, przykładowa część chwytaka, wykonana z iglidur I8-ESD.
Odporne na ścieranie, bezobsługowe i precyzyjne – chwytaki drukowane w 3D do robotów i manipulatorów
Zakłady produkcyjne bardzo mocno zwracają uwagę na efektywność swojej produkcji. W związku z tym, nie mogą sobie pozwolić na długotrwałe przezbrajanie maszyn oraz kilkutygodniowe oczekiwanie na nowe metalowe chwytaki, aby móc dostosować rozmiar chwytaka do formatu produkowanego elementu. Wtedy z pomocą przychodzi bardzo szybka i ekonomiczna metoda produkcji części zużywających się – druk 3D.
Z drukowanych chwytaków wykonanych z trybopolimerów od igus skorzystała m.in. firma Carecos Kosmetik GmbH. Potrzebowali łapek do chwytania nakrętek oraz umieszczania ich na pojemnikach. Wcześniej decydowali się na skomplikowaną obróbkę chwytaków wykonanych z aluminium. Kosztowało to do 10 000 euro za część, a jego produkcja zajmowała około sześciu tygodni. Przekonali się jednak do wykonania tych elementów z polimeru z igliduru I150, który ma bardzo dużą odporność na wycieranie. Zaowocowało to 85% oszczędnością kosztów oraz 70% szybszą dostawą.
W ostatnim czasie, kolejna niemiecka firma, BoKa Automatisierung GmbH, potrzebowała do zautomatyzowanego stanowiska testowego Corona chwytaka do ramienia sześcioosiowego robota, który precyzyjnie podawałby probówki do testów, a tym samym ochronił przed infekcjami i odciążył personel medyczny. Jednak aby umożliwić jak najwięcej zautomatyzowanych testów, chwytak musiał pracować non-stop.
Dzięki stosunkowo dużej szybkości, z jaką wytwarzane są komponenty w procesie SLS, firma igus mogła w bardzo krótkim czasie zaprezentować prototyp chwytaka robotycznego. iglidur I3, wysokowydajny polimer, który okazał się odpowiednim materiałem na chwytak, jest odporny na zużycie i zapewnia długą żywotność, nawet podczas intensywnego użytkowania. iglidur I3 jest atrakcyjny również ze względu na swoje właściwości samosmarowe, które oznaczają lepszy standard higieniczny stacji testowej.
Na tych dwóch przykładach doskonale widać, że nowoczesne technologie wytwarzania takie jak druk 3D, pozwalają na znaczne zwiększenie efektywności stosowanych na produkcji maszyn.
Dowiedz się więcej…
Masz pytania dotyczące części maszyn drukowanych w 3D? Napisz na adres mgawrys@igus.net, a nasza ekspertka od druku 3D rozwieje wszystkie Twoje wątpliwości.
