A nagy munkatér mellett hosszú, minimális felügyeletet igénylő működés, automatikus anyagváltás, integrált anyagszárítás, új nyomtatófejek és szénszál-erősítésű alapanyagok támogatása teszi alkalmassá a rendszert a gyártási segédeszközöktől a funkcionális alkatrészekig terjedő feladatokra.

Az ipari additív gyártás egyre több területen lép túl a prototípusgyártás hagyományos keretein. Gyártókészülékek, szerelő- és ellenőrzősablonok, robotkar-végszerszámok, karbantartási segédeszközök, valamint bizonyos végfelhasználású alkatrészek előállításánál már nem csupán az határozza meg egy 3D nyomtató alkalmazhatóságát, hogy mekkora munkadarab fér el az építőtérben. Legalább ennyire meghatározó a gyártási sebesség, a méretpontosság, az alkalmazható alapanyagok köre és a hosszú gyártási ciklusok megbízható, lehetőleg felügyelet nélküli végrehajtása.

Ezekre az igényekre reagál a Stratasys FDM termékcsalád új tagja, az F870. A chicagói IMTS 2026 – International Manufacturing Technology Show szakkiállításon bemutatott berendezés alapját a gyártó már ismert nagyformátumú FDM-platformja adja, képességeit azonban kifejezetten az üzemi felhasználás követelményeihez igazították. A rendszerrel nagyméretű, mechanikailag erős és pontos gyártási segédeszközök, készülékek, funkcionális prototípusok és alkatrészek állíthatók elő házon belül, az aktuális gyártási igényekhez igazodva.

Egy köbméterhez közelítő munkatér

Az F870 1000 × 610 × 610 milliméteres, 372 literes építési térfogattal rendelkezik, az alkatrészek átlós elhelyezésével pedig akár 1171 milliméteres maximális hosszúság is elérhető. Ez lehetőséget teremt olyan nagyméretű munkadarabok egyetlen nyomtatási folyamatban történő elkészítésére, amelyeket kisebb berendezéseknél több elemre kellene bontani, majd utólag összeállítani.

Az F870 esetében ugyanakkor nem önmagában a méret jelenti az előrelépést. Az elődnek tekinthető F770 ugyanis ugyanezzel az 1000 × 610 × 610 milliméteres építési térrel rendelkezik. A fejlesztés középpontjába ezért elsősorban a termelékenység, a szélesebb alkalmazhatóság és a hosszabb, kezelői beavatkozást nem igénylő működés került.

Akár két hét folyamatos működés

Nagyformátumú alkatrészek additív gyártása több napig is eltarthat, ezért üzemi környezetben különösen fontos az alapanyag-utánpótlás automatizálása. Az F870 négy, egyenként 4100 cm³ kapacitású alapanyag-tekercset képes kezelni, amelyek között automatikusan vált.

Ennek eredményeként a rendszer akár két héten keresztül is képes folyamatosan nyomtatni anélkül, hogy az alapanyag cseréje miatt kezelői beavatkozásra lenne szükség. Ez különösen fontos lehet hétvégi, éjszakai vagy több műszakon átnyúló gyártási folyamatok esetében.

További üzemeltetési előnyt jelent, hogy az alkalmazott tekercsek megegyeznek a Stratasys F3300 által használt alapanyag-tekercsekkel. Azoknál a vállalatoknál, ahol több Stratasys FDM-rendszer üzemel, ez egyszerűsítheti a készletgazdálkodást, és rugalmasabbá teheti az alapanyagok felhasználását.

Szabályozott anyag- és hőmérséklet-kezelés

A hosszú gyártási ciklusok során nem elegendő megfelelő mennyiségű alapanyagot biztosítani, annak állapotát is folyamatosan ellenőrzött körülmények között kell tartani. Az F870 ezért integrált alapanyag-szárító rendszerrel rendelkezik. A négy beépített szárítórekesz az anyag megfelelő kondíciójának fenntartását szolgálja, ami az egyenletes és megismételhető nyomtatási minőség egyik fontos feltétele.

Ehhez teljesen fűtött, akár 95 °C hőmérsékletű építőkamra társul. A szabályozott hőmérsékleti környezet a teljes, egy méter hosszúságú építési térre kiterjed. Ennek jelentősége a nagyméretű munkadaraboknál különösen nagy, mivel az egyenetlen hőmérséklet-eloszlás vetemedést, belső feszültségeket és méretpontossági problémákat eredményezhet.

Három nyomtatófej eltérő feladatokra

A különböző ipari alkalmazások eltérő követelményeket támasztanak a sebességgel, a részletességgel és az alapanyagokkal szemben. Az F870 ezért háromféle N sorozatú nyomtatófejjel használható.

Az N14 többféle rétegvastagságot támogat, így elsősorban pontos, részletgazdag gyártási segédeszközök és ellenőrzőkészülékek előállításánál biztosít rugalmas megoldást. Az N20H edzett kivitelű nyomtatófejet kifejezetten a szénszál-erősítésű FDM Nylon 12CF feldolgozására fejlesztették. Az anyag és a nyomtatófej kombinációjával kis tömegű, ugyanakkor nagy szilárdságú és merev gyártási segédeszközök, készülékek, valamint robotkar-végszerszámok, vagyis EOAT-megoldások készíthetők.

Az N25 fejlesztésénél ezzel szemben a termelékenység kapott kiemelt szerepet. ASA alapanyag alkalmazásakor a nyomtatási teljesítmény akár kétszerese lehet az N14 fejjel elérhető értéknek. A gyors, szerszám nélküli fejcsere pedig lehetővé teszi, hogy ugyanazt a gépet az aktuális gyártási feladathoz igazítsák.

Kilenc alapanyag már az induláskor

Az F870 a piaci bevezetéskor kilenc Stratasys alapanyag használatát támogatja. A választékban többek között ASA, ABS-M30 és szénszál-erősítésű FDM Nylon 12CF is megtalálható.

A Nylon 12CF különösen fontos az ipari alkalmazások szempontjából. A Nylon 12 és aprított szénszál kombinációjára épülő anyag nagy merevséget és kedvező szilárdság/tömeg arányt biztosít, ezért olyan alkalmazásokban is alternatívát jelenthet, ahol korábban megmunkált fémből készült alkatrészeket vagy segédeszközöket alkalmaztak.

Valamennyi modellanyag használható az SR-35 vízben oldható támaszanyaggal. Ez összetett geometriák, nehezen hozzáférhető részletek és belső üregekkel rendelkező alkatrészek gyártását is támogatja.

Amikor a gyártóeszköznek nem kell fémből készülnie

Az F870 egyik meghatározó alkalmazási területét a gyártási segédeszközök házon belüli előállítása jelentheti. Egy hagyományosan CNC-megmunkálással gyártott készülék bizonyos esetekben additív módon előállított konstrukcióval helyettesíthető. Hegesztett fémszerkezet helyett például Nylon 12CF-ből készített, lényegesen könnyebb megoldás alkalmazható, míg egy korábban több elemből összeállított prototípus akár egyetlen nyomtatási folyamatban is elkészíthető.

Különösen érdekes alkalmazási területet jelentenek a robotkar-végszerszámok. A hagyományosan megmunkált alumíniumból készült konstrukció szénszál-erősítésű polimerrel történő kiváltása csökkentheti a robot által mozgatott tömeget. A kisebb önsúly mellett a végszerszám geometriája szabadabban és pontosabban igazítható az adott gyártási művelethez.

Hasonló előnyök használhatók ki egyedi szerelőkészülékek, pozicionáló- és fúrósablonok, ellenőrzőkészülékek, alakító- és hajlítószerszámok, ergonomikus munkaeszközök és különféle karbantartási segédeszközök gyártásánál.

A prototípustól a gyártósorig

A berendezés alkalmazhatósága nem korlátozódik a gyártási segédeszközökre. Az egy méteres építési hossz teljes méretű funkcionális prototípusok akár egyetlen darabban történő elkészítését is lehetővé teszi.

Kis sorozatoknál vagy áthidaló gyártásnál az additív technológia lehetőséget teremthet alkatrészek előállítására addig az időpontig, amíg a végleges sorozatgyártási technológia vagy a szükséges szerszámozás rendelkezésre nem áll. Az igény szerint előállított pótalkatrészekkel, burkolatokkal, konzolokkal és karbantartási eszközökkel bizonyos esetekben a beszállítói átfutási idő, és ezáltal az abból eredő termelési állásidő is mérsékelhető.

A technológia alkalmazási lehetőségei ezért az autóipartól és a repülőgépipartól az általános ipari gyártáson át egészen a fogyasztási cikkek fejlesztéséig terjedhetnek.

Nem nagyobb F770, hanem gyártásra optimalizált rendszer

Az F870 és az F770 összehasonlításakor fontos különbség, hogy az új berendezés nem egyszerűen elődje nagyobb változata. Mindkét rendszer 1000 × 610 × 610 milliméteres építési térrel rendelkezik, és átlós elhelyezéssel mindkettőben akár 1171 milliméter hosszúságú munkadarab készíthető.

Az F870 előrelépését elsősorban a gyártási képességek jelentik. Az integrált anyagszárítás, az automatikus alapanyag-váltás, a nagy kapacitású tekercsek, az új N sorozatú nyomtatófejek és az FDM Nylon 12CF kompatibilitás egyaránt azt szolgálják, hogy hosszú, akár többnapos gyártási folyamatokat minimális kezelői beavatkozással lehessen végrehajtani.

Míg tehát az F770 a nagyformátumú ipari FDM-technológia alkalmazását tette elérhetővé, az F870 már hangsúlyosabban a folyamatos üzemi felhasználás és a gyártási környezet követelményeire koncentrál.

Digitális munkafolyamat GrabCAD Print környezetben

A hardver mellett a digitális munkafolyamat is része a rendszernek. Az F870 működését a GrabCAD Print szoftver támogatja, amely a fájlok előkészítésétől a nyomtatási paraméterek meghatározásáig egységes környezetben kezeli a gyártási folyamatot. A megfelelő előkészítéssel optimalizálható a nyomtatás, mérsékelhető a selejt mennyisége, és hatékonyabban használhatók ki az FDM-technológia lehetőségei.

Az additív technológia közelebb kerül a termeléshez

Az F870 fejlesztési iránya jól érzékelteti az ipari 3D nyomtatás szerepének átalakulását. A technológia alkalmazásakor egyre kevésbé csupán az a kérdés, hogy egy adott alkatrész geometriailag előállítható-e additív módon. Sokkal fontosabbá válik, hogy a 3D nyomtatás milyen hatékonyan integrálható a vállalat napi gyártási folyamataiba.

A hosszú, felügyelet nélküli üzem, az automatikus alapanyag-kezelés, a szabályozott és teljesen fűtött építőkamra, az akár kétszeres nyomtatási teljesítmény, valamint a szénszál-erősítésű műszaki alapanyagok feldolgozásának lehetősége egyaránt ezt az irányt erősíti.

Azoknál a gyártóvállalatoknál, ahol rendszeresen van szükség nagyméretű prototípusokra, egyedi gyártási segédeszközökre, készülékekre vagy kis sorozatban előállított funkcionális alkatrészekre, az F870 lehetőséget teremthet arra, hogy ezek a munkadarabok gyorsabban, házon belül és a külső beszállítóktól kevésbé függő módon készüljenek el.

www.varinex.hu

Ha feliratkozik a Műszaki Magazin Hírlevelére, sosem marad le a híreinkről! További friss híreket talál a Műszaki Magazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

The post Nagyformátumú 3D nyomtatás közvetlenül a gyártásban appeared first on Műszaki Magazin.