Druk 3D w produkcji

Firma igus poświęciła się temu zadaniu w dziedzinie wysokowydajnych technicznych tworzyw sztucznych. 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. Klasycznym przykładem jest łożysko ślizgowe. 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.

Rozwój materiałów, nad którym pracuje firma igus, 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?

Druk 3D jest obecnie wykorzystywany nie tylko do budowy prototypów, ale także w produkcji przemysłowej – jako sposób wytwarzania części końcowych. Z tego względu materiały do druku 3D muszą mieć takie same właściwości, jak materiały, które były wcześniej używane w konwencjonalnych technologiach produkcyjnych. Dotyczy to wszystkich właściwości materiałów – mechanicznych, termicznych, elektrycznych itp. Dla 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 w celu poprawy technologicznego aspektu zastosowania (np. zmniejszenia nakładów na konserwację przez wyeliminowanie konieczności regularnego smarowania) lub w celu obniżenia kosztów produkcji seryjnej (a najlepiej jedno i drugie).

Kluczowymi gałęziami przemysłu są przemysł motoryzacyjny, spożywczy i opakowaniowy, budowa maszyn i urządzeń oraz energetyka. Ponieważ jednak 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 w produkcji addytywnej.

Chwytaki drukowane w 3D – odporne na ścieranie, bezobsługowe i precyzyjne

Zakłady produkcyjne zwracają dużą uwagę na efektywność produkcji. Nie mogą sobie pozwolić na długotrwałe przezbrajanie maszyn oraz kilkutygodniowe oczekiwanie na nowe metalowe chwytaki, aby dostosować wymiary chwytaka do formatu produkowanego elementu. Wtedy z pomocą przychodzi bardzo ekonomiczna metoda szybkiej produkcji zużywających się części – druk 3D.

Z drukowanych chwytaków z trybopolimerów firmy igus skorzystała m.in. firma Carecos Kosmetik GmbH. Firma potrzebowała łapek do chwytania nakrętek oraz umieszczania ich na pojemnikach. Wcześniej zdecydowała się na skomplikowaną obróbkę chwytaków wykonanych z aluminium. Kosztowało to do 10 000 euro za część, a produkcja zajmowała około sześciu tygodni. Firma zdecydowała się na wykonanie tych elementów z polimeru z igliduru I150, który ma bardzo dużą odporność na wycieranie. Zaowocowało to 85 % oszczędnością kosztów oraz przyspieszeniem dostaw o 70 %.

W ostatnim czasie kolejna niemiecka firma, BoKa Automatisierung GmbH, potrzebowała do zautomatyzowanego stanowiska testowego Corona chwytaka do ramienia sześcioosiowego robota – takiego, który precyzyjnie podawałby probówki do testów, a tym samym ochronił przed infekcjami i odciążył personel medyczny. Aby możliwe było przeprowadzenie jak największej liczby 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 do wytworzenia chwytaka – jest odporny na zużycie i zapewnia długą żywotność, nawet podczas intensywnego użytkowania. Polimer jest atrakcyjny również ze względu na swoje właściwości samosmarowne, 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 maszyn stosowanych w procesach produkcyjnych.

igus sp. z o.o.
ul. Działkowa 121C, 02-234 Warszawa
tel. 22 316 36 33
e-mail: info@igus.pl 
www.igus.pl

źródło: Automatyka 6/2022