Funkcjonalny uchwyt montażowy do łańcuchów energetycznych bezpośrednio z drukarki 3D

Aplikacja w skrócie:
We własnej wielkogabarytowej drukarce 3D firmy igus zainstalowano łańcuchy energetyczne, których zadaniem jest prowadzenie przewodów w sposób odporny na pęknięcia. Przewody te łączą głowice drukujące z systemem sterowania, łącząc czujniki temperatury, elementy grzejne i silniki krokowe. Łańcuchy są mocno połączone z karetką na jednym końcu, a na drugim końcu są przesuwane tam i z powrotem wraz z głowicą drukującą. Do montażu wymagane były pojedyncze komponenty, do których można przymocować i podłączyć łańcuch energetyczny. Inżynierowie z zespołu druku 3D nie przegapili okazji, aby wyprodukować te indywidualne, jednorazowe elementy przy użyciu wzmocnionego włóknem filamentu igumid P190 w procesie wytłaczania filamentu (FDM). Proces FDM umożliwił wydrukowanie poszczególnych części w ciągu kilku godzin, które można było przetestować bezpośrednio na wielkoformatowej drukarce 3D pochodzącej z drukarki 3D.

Aby móc bezpiecznie poprowadzić kable do czujników temperatury, elementów grzejnych i silników krokowych głowic drukujących wielkogabarytowej drukarki 3D podczas drukowania, wymagane były dwa indywidualne wsporniki montażowe dla łańcucha energetycznego. Powinny one mieć podobne właściwości materiałowe jak formowane wtryskowo łańcuchy energetyczne i być w stanie wytrzymać wszelkie obciążenia rozciągające i zginające. W innych miejscach potrzebne były wykonane na zamówienie ruchome końcówki, aby zainstalować łańcuchy energetyczne na ruchomych elementach drukarki. Wymagane wsporniki montażowe i ruchome końcówki nie odpowiadały standardowym wymiarom i musiały zostać wyprodukowane oddzielnie.

Najbardziej oczywistym i najszybszym rozwiązaniem było wydrukowanie części 3D z filamentu igus igumid® P190. Alternatywą byłyby części gięte z blachy, ale części wydrukowane w 3D były przekonujące ze względu na ich lekkość, szybką dostępność i elastyczne zastosowanie w druku. Umożliwiło to wydrukowanie precyzyjnie dopasowanych elementów specjalnych, które można było przymocować bezpośrednio do końców łańcuchów energetycznych z drukarki 3D w ciągu kilku godzin. Indywidualne rozwiązania mają tę wielką zaletę, że łańcuchy energetyczne mogą być instalowane w sposób oszczędzający miejsce. Włókno igus igumid® P190 imponuje podobieństwem do materiału łańcuchów energetycznych z formowania wtryskowego, a także wysoką wytrzymałością dzięki wzmocnieniu włóknem węglowym.

Produkcja addytywna to oszczędzający zasoby, beznarzędziowy proces dla przemysłu, który oferuje nowe możliwości produkcji pojedynczych komponentów. Dodawanie materiału warstwa po warstwie za pomocą - jak w tym przykładzie zastosowania - dyszy, która może być poruszana całkowicie swobodnie w dwóch ortogonalnych osiach, otwiera pole do geometrycznie bardziej śmiałych i skomplikowanych struktur, niż byłoby to możliwe bez znacznych kosztów, np. w formowaniu wtryskowym lub frezowaniu. Indywidualne geometrie, lekkie konstrukcje i wysoki stopień integracji funkcjonalnej są możliwe bez większego wysiłku.

W druku 3D 4K nie chodzi o rozdzielczość, ale o liczbę tworzyw sztucznych, które można przetworzyć na komponent w jednym cyklu drukowania. W igus możliwe jest przetwarzanie do 4 tworzyw sztucznych na element drukowany w 3D. Oczywiście każde tworzywo sztuczne ma specjalną funkcję, dlatego filamenty igumid® P150 i igumid® P190 zostały opracowane jako szczególnie sztywne i mocne materiały partnerskie dla zoptymalizowanych trybologicznie filamentów iglidur® i150 i i190 oraz do produkcji szczególnie wszechstronnych części zużywających się.Włókno igumid® P190 ma dwukrotnie większą wytrzymałość niż iglidur® i190, co prowadzi do doskonałej żywotności komponentów podczas łączenia obu materiałów w druku wielomateriałowym. Nadaje się do lekkich komponentów, ponieważ wzmocnienie włóknem węglowym gwarantuje maksymalną wytrzymałość i sztywność nawet przy niskim nakładzie materiału.