Робот-экструдер предлагает недорогую альтернативу для изучения аддитивного производства композитов

CEAD (Делфт, Нидерланды) выпустила на рынок систему CFAM Prime для крупномасштабной 3D-печати композитов с использованием запатентованной печатающей головки, которая может упрочнять термопласты как непрерывным, так и коротким волокном в одной и той же части. Даже когда голландский производитель композитов Poly Products (Веркендам, Нидерланды) объясняет свои инвестиции в эту систему в статье «Думайте масштабно, печатайте крупнее» в текущем выпуске журнала Kunststof Magazine CEAD осознает, что другим компаниям требуется иной подход.

«Мы видим, что спрос на крупномасштабную 3D-печать растет», - поясняет глава отдела развития бизнеса CEAD Шарлен ван Вингерден. «Но не у каждой компании есть место для такой крупной установки, как наша система CFAM, из-за ее размера 8 на 4 на 4,5 метра». Однако, поскольку многие компании уже имеют роботизированные манипуляторы или портальные системы (например, станки с ЧПУ), CEAD разработала автономный экструдер, который можно интегрировать в такие системы, тем самым предлагая решение с меньшими инвестициями для изучения возможностей аддитивного производства.

«Мы строили формы с использованием полиуретановой пены, обработанной на станке с ЧПУ, и ручной укладки стеклопластика (стеклопластика), но этот подход требовал слишком много труда и отходов», - объясняет Дьердь Юхас, владелец Rapid Prototyping (Будапешт, Венгрия), который купил CEAD Робот-экструдер в декабре. «Сейчас мы производим формы для 3D-печати с использованием 30% короткого полипропилена, армированного стекловолокном, и сокращаем рабочее время на 50%».

Робот-экструдер CEAD разработан как легкое решение с высокой производительностью для крупномасштабной 3D-печати композитов. Эта система поставляется со всем необходимым для 3D-печати:роботом-экструдером, управлением на базе ПЛК Siemens, хранением материалов, транспортировкой материалов, водяным охлаждением и простым в установке монтажным кронштейном экструдера.

Высоконаполненные полимеры и ряд термопластов

Робот-экструдер CEAD - это специально разработанная высокотемпературная система, предназначенная для 3D-печати. Используя четыре зоны нагрева, экструдер постепенно плавит аккуратные или армированные гранулы термопласта. Он приводится в действие серводвигателем Siemens и планетарным редуктором для увеличения крутящего момента, необходимого для обработки определенных материалов. Робот-экструдер разработан для достижения температуры 330 ° C по умолчанию или до 400 ° C для высокотемпературной версии, что позволяет экструдировать широкий спектр армированных волокном термопластов - даже PEEK (полиэфирэфиркетон).

Обновление до серводвигателя мощностью 1 киловатт обеспечивает стандартный крутящий момент 63 Нм и максимальный крутящий момент 144 Нм, что удобно для печати сложных и твердых материалов с высокой производительностью. Использование материалов инженерного класса позволяет экструдеру раскрыть свои максимальные возможности, например, арнит из 50% армированного стекловолокном ПЭТ (полиэтилентерефталат) и PESU (полиэфирсульфон) с углеродным наполнением. Хотя стандартный серводвигатель способен обрабатывать эти материалы, обновление дает немного больше производительности, если это необходимо.

Хранение и транспортировка материалов

Робот-экструдер позволяет хранить до 25 кг материала, который не требует тщательной сушки. Для материала, который необходимо высушить, насос для транспортировки материала расположен под хранилищем и может быть напрямую связан с внешней сушилкой. Насос для транспортировки материала выдувает высушенный материал в бункер экструдера. Этот процесс настраивается средствами управления Siemens.

Поскольку робот-экструдер доставляется в комплекте, в него входит транспортная единица. Большое количество исследований было направлено на разработку надежной системы транспортировки материалов, поскольку она имеет решающее значение для печати в течение длительных периодов времени без присмотра или при печати с использованием дорогих материалов инженерного качества. «Мы считаем недопустимым сбой печати из-за отказа транспортной системы», - говорит Вингерден. «CEAD уникален тем, что транспортировочная единица является стандартным компонентом, поставляемым с экструдером».

Простая интеграция и управление

Вся система управляется с помощью сенсорного экрана Siemens, на котором работает программное обеспечение CEAD, специально разработанное для роботов-экструдеров и систем CFAM, основанное на многолетнем опыте в области экструзии пластмасс, 3D-печати и разработки машин.

Все компоненты робота-экструдера работают вместе, образуя полностью интегрированную систему. Оператор взаимодействует с панелью управления Siemens, которую можно подключить к роботу или портальной системе. Робот-экструдер управляется всего двумя сигналами - аналоговым . 0–10 В и цифровой Постоянный ток 0-24 В (dc) - это надежная система для манипулятора или портала для управления экструдером. Недавно CEAD представила управление роботом-экструдером через Profinet, что позволило расширить возможности интеграции.

В комплект также входит специальный монтажный кронштейн, для которого требуется всего несколько болтов, чтобы установить робот-экструдер на роботизированный манипулятор или портал.

Вспомогательные системы

CEAD также предлагает легко интегрируемую сушильную систему и другие компоненты, такие как комплекты форсунок. Компания Rapid Prototyping купила сушилку в дополнение к своему роботу-экструдеру. «Таким образом, мы можем печатать с использованием различных материалов, например, ПЭТ, ПЭТ-G и АБС», - говорит Юхас.