Extruder Robot Terjangkau Membuka Penguncian Pencetakan 3D Komposit Skala Besar
CEAD (Delft, Belanda) telah mengkomersialkan sistem CFAM Prime untuk pencetakan 3D skala besar komposit, menggunakan print head yang dipatenkan, yang dapat memperkuat termoplastik dengan serat kontinu dan pendek dalam bagian yang sama. Bahkan saat produsen komposit Belanda Poly Products (Werkendam, Belanda) menjelaskan investasinya ke dalam sistem ini dalam artikel, "Think big, print bigger" dalam edisi saat ini dari Kunststof Magazine, CEAD mengakui bahwa perusahaan lain membutuhkan pendekatan yang berbeda.
"Kami melihat permintaan untuk pencetakan 3D skala besar tumbuh," menjelaskan kepala pengembangan bisnis CEAD Charlène van Wingerden. "Tetapi tidak semua perusahaan memiliki ruang untuk instalasi besar seperti sistem CFAM kami karena footprint 8 kali 4 kali 4,5 meter." Namun, karena banyak perusahaan sudah memiliki lengan robotik atau sistem gantry (misalnya, pemesinan CNC), CEAD telah mengembangkan ekstruder mandiri yang dapat diintegrasikan ke dalam sistem semacam itu, sehingga menawarkan solusi dengan investasi lebih rendah untuk menjelaskan kemungkinan dalam manufaktur aditif.
"Kami membangun cetakan menggunakan polyurethane foam yang diproses CNC dan hand layup GRP (plastik terkatup serat kaca), tetapi pendekatan ini melibatkan terlalu banyak tenaga kerja dan limbah," menjelaskan György Juhász, pemilik Rapid Prototyping (Budapest, Hungaria) yang membeli CEAD Robot Extruder pada Desember. "Kami sekarang mencetak 3D cetakan menggunakan polipropilena terkatup serat kaca pendek 30% dan mengurangi waktu tenaga kerja kami sebesar 50%."
CEAD Robot Extruder dirancang sebagai solusi ringan dengan output tinggi untuk pencetakan 3D komposit skala besar. Sistem ini dikirimkan dengan semua yang dibutuhkan untuk pencetakan 3D: Robot Extruder, kontrol berbasis Siemens PLC, penyimpanan material, transportasi material, pendingin air dan bracket pemasang ekstruder yang mudah dipasang.
Polimer Tergumpal Tinggi dan Rentang Termoplastik
CEAD Robot Extruder adalah sistem suhu tinggi yang dirancang khusus untuk pencetakan 3D. Menggunakan empat zona panas, ekstruder secara bertahap melelehkan pellet termoplastik murni atau diperkuat. Didayakan oleh servo motor Siemens dan gearbox planetarium untuk torsi yang diperlukan untuk memproses beberapa material. Robot Extruder dirancang untuk mencapai suhu 330°C secara default atau hingga 400°C untuk versi suhu tinggi, yang memungkinkan ekstrusi berbagai macam material termoplastik diperkuat serat — bahkan PEEK (polyetheretherketone).
Peningkatan ke servo motor 1-kilowatt memberikan torsi standar 63 Nm dan torsi puncak 144 Nm, bermanfaat untuk mencetak material sulit dan keras dengan output tinggi. Penggunaan material grade teknik dapat mendorong ekstruder ke kemampuan maksimumnya, misalnya Arnite 50% serat kaca diperkuat PET (polyethylene terephthalate) dan PESU (polyethersulfone) terisi serat karbon. Meskipun servo motor standar mampu memproses material ini, peningkatan memberikan output sedikit lebih jika diperlukan.
Penyimpanan dan Transportasi Material
Robot Extruder mencakup penyimpanan untuk hingga 25 kilogram material yang tidak perlu dikeringkan sepenuhnya. Untuk material yang perlu dikeringkan, pompa transportasi material terletak di bawah penyimpanan dan dapat langsung dihubungkan dengan pengering eksternal. Pompa transportasi material meniupkan material yang telah dikeringkan ke hopper ekstruder, proses yang disesuaikan melalui kontrol Siemens.
Karena Robot Extruder dikirimkan sebagai paket lengkap, unit transportasi material disertakan. Banyak penelitian telah dilakukan untuk mengembangkan sistem transportasi material yang andal, karena ini sangat penting untuk mencetak selama waktu yang lama tanpa pengawasan atau saat mencetak dengan material grade teknik yang mahal. "Kami menganggap tidak dapat diterima untuk memiliki kegagalan pencetakan karena sistem transportasi gagal," kata Wingerden. "CEAD unik dalam halnya bahwa unit transportasi adalah komponen standar yang dikirim dengan ekstruder."
Integrasi dan Kontrol yang Mudah
Seluruh sistem dioperasikan melalui layar sentuh Siemens, yang menjalankan perangkat lunak CEAD, yang dirancang khusus untuk Robot Extruder dan sistem CFAM, berdasarkan tahun pengalaman dalam ekstrusi plastik, pencetakan 3D dan pengembangan mesin.
Semua komponen Robot Extruder bekerja sama untuk sistem yang sepenuhnya terintegrasi. Operator berinteraksi dengan panel kontrol Siemens, yang dapat terhubung ke lengan robot atau sistem gantry. Robot extruder dikontrol oleh hanya dua sinyal — analog 0-10 volt dan digital 0-24 volt direct current (dc) — menawarkan sistem yang andal untuk lengan robotik atau gantry untuk mengontrol ekstruder. Baru-baru ini, CEAD memperkenalkan kontrol Robot Extruder melalui Profinet, yang memungkinkan opsi integrasi yang lebih canggih.
Bracket pemasang khusus juga disertakan, yang hanya membutuhkan beberapa bout untuk memasang Robot Extruder pada lengan robotik atau gantry.
Sistem Pendukung
CEAD juga menawarkan sistem pengering yang mudah diintegrasikan dan komponen lain, seperti set nozzle. Rapid Prototyping membeli pengering selain Robot Extrudernya. "Jadi, kami dapat mencetak dengan berbagai macam material, misalnya, PET, PET-G dan ABS," kata Juhász.
