3D-printer flytter grænser for prototyping

At gøre konstruktionen af ​​prototyper mere effektiv, omkostningseffektiv, hurtigere og fleksibel – dette vil være muligt med verdens største industrielle delta 3D-printer. Den fire meter høje maskine er udviklet af professor Yilmaz Uyguns forskningsgruppe ved Jacobs Universitet Bremen. Projektet udviser lovende potentiale for industriel anvendelse og yderligere forsknings- og samarbejdsmuligheder for universitetet i Bremen-Nord.

I industrier som reservedelshåndtering, prototypekonstruktion og maskin- og anlægsteknik kræves der jævnligt individualiserede dele, hvilket udgør en udfordring for disse industrier; på den ene side er delene komplekse i strukturen, men er på den anden side kun nødvendige i små mængder. Konventionelle fremstillingsprocesser er næppe egnede til fremstilling af sådanne individuelle dele. Det er uøkonomisk, nogle gange endda umuligt, at fremstille disse nødvendige dele – afhængigt af deres størrelse og kompleksitet.

Det er her, professor Yilmaz Uyguns og hans team ved Jacobs University Bremen kommer i spil. Støttet af Kieserling Fonden har forskerholdet ledet af Serkan Özkan inden for meget kort tid udviklet verdens største industrielt anvendelige delta 3D-printer. Denne additive fremstillingsproces gør det muligt effektivt at producere komplekse enkeltdele til prototyper, der stadig er i testfasen. Det betyder, at deres design kan tilpasses fleksibelt og økonomisk til testresultaterne og fornyes efter behov.

3D-printeren har en højde på over fire meter og tilbyder et printområde på op til 1,5 meter i radius og en printhøjde på op til 2,5 meter – hvilket gør den unik på grund af sit design. Printerhovedet svæver over trykpladen, fastgjort til tre arme, der danner en trekant - et delta. Printerhovedet kan flyttes i enhver retning via armene. Udskrivningsområdet, der resulterer heraf, giver mulighed for udskrivning af usædvanligt store dele.

De trykte dele er skabt ved hjælp af den additive fremstillingsproces, der i øjeblikket bruges i vertikale vindmøller som en del af et universitetsprojekt. Der er planlagt yderligere projekter for forskellige brancher. Udskrivningshastigheden er i øjeblikket omkring 5 kg i timen – afhængigt af kompleksiteten af ​​den ønskede udskrift.

Hastigheden såvel som trykmaterialet – i øjeblikket filament, dvs. strenge bestående af konventionel plast som PLA, PET eller ABS – er aspekter, hvor Uygun stadig ser et stort potentiale i fremtiden.

Overskydende materiale, der printes som støttestruktur for buede og fine dele og efterfølgende bortskaffes, kunne makuleres og genanvendes som piller:”Vi er i øjeblikket ved at udvikle en pillerekstruder til at kunne producere piller og bruge dem som inputmateriale i stedet for filament," sagde Uygun. "Dette reducerer CO2-aftrykket radikalt. Derudover kan vi reducere omkostningerne, sikre forsyningskæden og sikre uafhængighed fra specifikke leverandører og regioner," forklarede professor i logistik ved Jacobs University.

Uygun og hans team fokuserer også på at videreudvikle kvalitetsstyring under trykningsprocessen. Et tiltag, de arbejder på, handler om et kamerabaseret system, der overvåger printprocessen visuelt. På længere sigt burde "Honeycomb", som 3D-printeren er blevet kaldt, rette sig selv i tilfælde af afvigelser i printet. "Vores mål er at bringe Honeycomb direkte i produktion. Vi har flere ideer til at fremskynde udskrivning uden at ofre kvaliteten." Holdet forsker i den samtidige brug af flere printhoveder med dyseåbninger i forskellige størrelser, som vil blive brugt til produktgeometrier af varierende kompleksitet og med tilsvarende forskellige hastigheder. "Hvis dette lykkes, kan systemet bruges direkte i produktionen," sagde Uygun.

De valgte navnet Honeycomb, fordi det beskriver den indre struktur af de trykte dele. Honningkagestrukturen giver et resultat med mindre materiale, og det fremstillede stykke er let og stabilt. Endnu et bidrag til effektivitet og bæredygtighed. "Der er allerede flere interesserede parter til pilotprojekter," sagde Uygun. + Udforsk yderligere

Ny 3D-printproces er hurtigere og mere præcis end konventionelle metoder