Важность аддитивного производства в промышленном производстве возрастает с возможными функциями 3D-принтера. Несмотря на постоянные дальнейшие разработки, до сих пор не было возможности применять пластиковые полотна различной ширины внутри печатного компонента. Предыдущие подходы отрасли не были громкими.
Сменные сопла на экструдере отнимают много времени, и 3D-принтер также необходимо калибровать после каждой смены сопел. Принтеры с несколькими соплами вызывают нежелательное капание и размазывание материала. Все предыдущие попытки разработать 3D-принтер с различными диаметрами сопел оказались относительно сложными и дорогостоящими.
Профессор, доктор технических наук Майкл Кох с факультета машиностроения и технологии поставок в Нюрнбергском техническом университете добился здесь прорыва: он позволяет печатать пластиковые полотна различной ширины за один технологический этап. В своем исследовательском проекте «Инновационная концепция экструдера для быстрого и эффективного аддитивного производства», или, если коротко, «IvExAP», он разрабатывает прототип печатающей головки для аддитивного производства в Институте химии, материаловедения и разработки продуктов при TH в Нюрнберге.
Подсказка для семинара
Семинар по 3D-печати в прямом цифровом производстве рассказывает о технологиях, пригодности и требованиях к 3D-печати и дает участникам обзор развития, возможностей и ограничений.
Разрешение против Скорость печати
В расслоении расплава, наиболее распространенном методе аддитивного производства, принтер строит заготовку слоями из плавящегося пластика. Печатающая головка, так называемый экструдер, нагревает пластик и наносит его на заготовку под прямым углом. Слои соединяются вместе, и материал немедленно затвердевает.
Мелкие сопла с диаметром сопла от 0,1 до 0,4 мм представляют собой мельчайшие детали, однако это требует более длительного времени печати. Грубые сопла диаметром от 0,5 до 2 мм работают с более высокой скоростью печати, но детали теряются из-за большей толщины слоя. Промышленность может теоретически разрешить это противоречие между разрешением и скоростью печати с помощью сопла, которое может выдавливать пластиковую нить различной толщины. «Технически, однако, это не так просто, поэтому я и моя команда исследуем новый вариант - пластиковую нить или прядь с различными диаметрами. в диапазоне от 0,2 до 1 мм », - объясняет профессор Майкл Кох.
Овальное и прямоугольное отверстие сопла
Пока что 3D-принтеры имеют только круглое сопло. В своем проекте профессор Кох и его команда разрабатывают овальное и прямоугольное отверстие для сопла. Это так называемое удлиненное отверстие легко настраивается и работает с существующими стандартными экструдерами - в результате оно также стабильно работает при ежедневном использовании. Чтобы иметь возможность использовать разные отверстия форсунки во всех направлениях, весь экструдер или, по крайней мере, форсунка должны вращаться.
В зависимости от углового положения, печать затем выполняется с узкой стороны, широкой стороны или промежуточного положения. «Это дает нам пластиковые полотна различной толщины с постоянной скоростью печати. Мы можем печатать как большие области, так и мелкие детали за один шаг, не останавливая принтер », - говорит профессор Кох.
Дальнейшее развитие экструдера исследовательской группой делает процесс 3D-печати значительно более эффективным и быстрым. Низкие затраты должны также позволить малым и средним компаниям использовать ориентированную на будущее технологию аддитивного производства.
Подсказка к книге
В книге «Аддитивное производство» описаны основы и практико-ориентированные методы использования аддитивного производства в промышленности. Книга предназначена для дизайнеров и разработчиков, чтобы поддержать успешное внедрение аддитивных процессов в своих компаниях.