Drukowanie 3D dla w pełni zautomatyzowanych ekspresów do kawy - długa żywotność automatycznej regulacji tacki na filiżanki

• Co było potrzebne: Komponenty do mechaniki automatycznej regulacji stolika na filiżanki we w pełni automatycznym ekspresie do kawy
• Proces produkcji: selektywne spiekanie laserowe
• Wymagania: Zgodność z żywnością, stabilność, wytrzymałość, dobre właściwości jezdne, dokładność wymiarowa
• Materiał: iglidur® i6
• Branża: maszyny vendingowe
• Sukces dzięki współpracy: wysoka odporność na ścieranie, wytrzymałość i żywotność

Aplikacja w skrócie:
Do tej pory stolik na filiżanki w pełni automatycznych ekspresach do kawy był ręcznie dostosowywany do rozmiaru filiżanki. Zespół projektowy ze Szkoły Inżynierii Mechanicznej w Ansbach opracował zmotoryzowany, ruchomy stolik na filiżanki z regulacją wysokości sterowaną czujnikami w celu w pełni zautomatyzowanej regulacji tego stolika. Do mechaniki regulacji wysokości wykorzystano silnik, trawersę wydrukowaną w 3D i wrzeciono wydrukowane w 3D. Komponenty wydrukowane w 3D z wysokowydajnego tworzywa sztucznego iglidur® i6 mają bardzo dobre właściwości jezdne, a także wysoką wytrzymałość i żywotność.

Wysokość stolika na filiżanki w pełni automatycznego ekspresu do kawy była wcześniej regulowana ręcznie w zależności od rozmiaru filiżanki, dlatego poszukiwano automatycznego rozwiązania do regulacji. Zespół ze Szkoły Inżynierii Mechanicznej w Ansbach opracował zmotoryzowany mechanizm systemu regulacji wysokości sterowany czujnikami, dla którego należało jeszcze znaleźć odpowiednie materiały dla koncepcji trawersy - wrzeciona "- wrzeciona". Wymogiem dla tej koncepcji były bardzo dobre właściwości jezdne między trawersą a wrzecionem, a także niezawodna dokładność wymiarowa w celu utrzymania wymiarów w pełni automatycznego ekspresu do kawy. Jednocześnie materiały musiały być dostosowane do kontaktu z żywnością i całkowitej wagi filiżanki (filiżanek).

Zespół projektowy znalazł idealnego partnera w firmie igus® GmbH z Kolonii. We współpracy z dyrygentem ds. produkcji addytywnej Tomem Krause, zespołowi udało się początkowo wyprodukować prototyp koncepcji mechanicznej za pomocą druku 3D. Zastosowano wysokowydajny polimer iglidur® i6 opracowany przez firmę igus® specjalnie do spiekania laserowego, który zaimponował zespołowi w szczególności ze względu na wysoką wytrzymałość, dokładność wymiarową i właściwości jezdne. Po zrewidowaniu i ulepszeniu koncepcji, wszystkie komponenty zostały zamówione za pośrednictwem usługi druku 3D. Oprócz wspomnianych już specyfikacji, mechanika zachwyciła również wysoką odpornością na ścieranie i dbałością o szczegóły. Szczególnie pomocne było również to, że do procesu spiekania laserowego nie są wymagane żadne narzędzia, a komponenty mogą być produkowane wydajnie bez minimalnej ilości zamówienia.

Termin w pełni automatyczny ekspres do kawy odnosi się głównie do w pełni zautomatyzowanego procesu przygotowywania kawy. Problem polegający na tym, że różne rozmiary filiżanek wymagają różnych ustawień wysokości zintegrowanego stolika na filiżanki, był dotychczas rozwiązywany ręcznie. Zespół projektowy ze Szkoły Inżynierii Mechanicznej w Ansbach opracował automatyczny i wygodny system regulacji stolika na filiżanki, aby zapewnić, że w pełni automatyczny ekspres do kawy zasługuje na swoją nazwę. Wykorzystuje on czujniki do określenia regulacji wysokości, która następnie wprawia w ruch zmotoryzowany mechanizm składający się z wydrukowanego w 3D wrzeciona i belki poprzecznej przymocowanej do łącznika stolika na filiżanki. Czujniki mierzą odległość między górną krawędzią kubka a dolną krawędzią wylewki napoju i rozpoznają wysokość przezroczystych i nieprzezroczystych kubków. Oprogramowanie jest następnie używane do sterowania silnikiem do momentu osiągnięcia określonej odległości.

W mechanizmie zastosowano zoptymalizowane trybologicznie i bardzo odporne na ścieranie tworzywo sztuczne iglidur i6. Decydującym czynnikiem, który skłonił zespół do wyboru tego materiału, była charakterystyka pracy podpory wrzeciona i wału. Materiały igus są bardzo ważne, szczególnie w przypadku maszyn vendingowych. Zintegrowane smary stałe sprawiają, że smarowanie zewnętrzne nie jest konieczne. Pozwala to między innymi na higieniczną pracę. Materiał, który został specjalnie opracowany do spiekania laserowego, ma znacznie dłuższą żywotność niż konwencjonalne tworzywa sztuczne.