Functionele montagebeugel voor energiekettingen rechtstreeks uit de 3D-printer

• Wat was er nodig? Verbindingselementen en aandrijvingen voor de kabelrupss in de igus 3D-printer met grote capaciteit
• Productieproces: Extrusie van filamenten (FDM)
• Vereisten: Gelijk aan het materiaal van de kabelrups, blootgesteld aan trek- en buigkrachten
• Materiaal: igumid P190
• Industrie: 3D-printer
• Succes door samenwerking: functionele afzonderlijke stukken konden binnen een paar uur worden geproduceerd, de 3D-printer kan compacter en goedkoper worden gemaakt dankzij de speciale stukken.

De toepassing in één oogopslag:
In igus' eigen 3D-printer voor grote volumes zijn energiekettingen geïnstalleerd die bedoeld zijn om de kabels op een kabelbreukvrije manier te geleiden. Deze kabels verbinden de printkoppen met het besturingssysteem en verbinden temperatuursensoren, verwarmingselementen en stappenmotoren. De kettingen zijn aan één uiteinde stevig verbonden met de slede en met het andere uiteinde worden ze heen en weer bewogen met de printkop. Voor de assemblage waren afzonderlijke onderdelen nodig waaraan de energieketting kan worden bevestigd en aangesloten. De ingenieurs van het 3D printteam lieten de kans niet voorbijgaan om deze individuele eenmalige stukken te produceren met het vezelversterkte filament igumid P190 in het filatuurextrusieproces (FDM). Het FDM-proces maakte het mogelijk om de afzonderlijke onderdelen binnen een paar uur te printen, die direct konden worden getest op de grootformaat 3D-printer die uit de 3D-printer kwam.

Om de kabels voor temperatuursensoren, verwarmingselementen en stappenmotoren voor de printkoppen van de 3D-printer voor grote volumes veilig te kunnen geleiden tijdens het printen, waren er twee afzonderlijke montagebeugels nodig voor de energieketting. Deze moesten qua materiaaleigenschappen vergelijkbaar zijn met die van de spuitgegoten energiekettingen en goed bestand zijn tegen trek- en buigbelastingen. Elders waren op maat gemaakte bewegende uiteinden nodig om de energiekettingen op de bewegende onderdelen van de printer te monteren. De benodigde montagebeugels en bewegende uiteinden kwamen niet overeen met standaardafmetingen en moesten apart worden gefabriceerd.

De meest voor de hand liggende en snelste oplossing was om de onderdelen te 3D-printen met het igus filament igumid® P190. Plaatstalen gebogen onderdelen zouden een alternatief zijn geweest, maar de 3D-geprinte onderdelen waren overtuigend vanwege hun lichte gewicht, snelle beschikbaarheid en flexibele uitvoering bij het printen. Hierdoor was het mogelijk om binnen een paar uur precies passende speciale elementen te printen die direct aan de uiteinden van de energiekettingen uit de 3D-printer konden worden bevestigd. De individuele oplossingen hebben hier het grote voordeel dat de kabelrupss op een meer ruimtebesparende manier kunnen worden geïnstalleerd. Het igus filament igumid® P190 overtuigt door zijn gelijkenis met het materiaal van de energiekettingen uit spuitgietwerk, maar ook door zijn hoge sterkte dankzij de koolstofvezelversterking.

Additive manufacturing is een grondstofbesparend, gereedschapsloos proces voor de industrie dat nieuwe mogelijkheden biedt voor de productie van afzonderlijke onderdelen. Het laag voor laag toevoegen van het materiaal via - zoals in dit toepassingsvoorbeeld - een spuitmond die volledig vrij kan worden bewogen in twee orthogonale assen opent het speelveld voor geometrisch gewaagdere en gecompliceerdere structuren dan mogelijk zou zijn zonder aanzienlijke kosten, bijvoorbeeld bij spuitgieten of frezen. Individuele geometrieën, lichtgewicht structuren en een hoge mate van functionele integratie zijn mogelijk zonder grote inspanningen.

Bij 3D printen gaat het bij 4K niet om de resolutie, maar om het aantal kunststoffen dat in één printgang voor een component verwerkt kan worden. Bij igus is het mogelijk om tot 4 kunststoffen te verwerken voor een 3D-geprint onderdeel. Natuurlijk heeft elk afzonderlijk kunststof een speciale functie. Zo werden de igumid® P150 en igumid® P190 filamenten ontwikkeld om te fungeren als bijzonder stijve en sterke partnermaterialen voor de tribologisch geoptimaliseerde iglidur® filamenten i150 en i190, en om bijzonder veelzijdige slijtdelen te produceren.Het igumid® P190 filament heeft twee keer de sterkte van iglidur® i190, wat leidt tot een uitstekende levensduur van de componenten bij het combineren van de twee materialen in multimateriaalprinten. Het is geschikt voor lichtgewicht componenten, omdat de koolstofvezelversterking maximale sterkte en stijfheid garandeert, zelfs bij een lage materiaalinzet.