Accelerații mari și până la 80 °C: Rulmenți liniari fiabili pentru imprimantele 3D

• De ce a fost nevoie: lanț de energie din microseria E2, rulment liniar Drylin® R, peliculă liniară din iglidur® E7, ghidaje pentru ax Dryspin®
• Cerințe: Rulmentul din aplicație trebuie să reziste permanent la accelerații mari și la temperaturi de până la 80 °C.
• Industrie: Imprimantă 3D
• Succes pentru client: În contrast cu bucșele cu bile recirculante, foliile liniare iglidur® se dovedesc a fi o alternativă rentabilă. De asemenea, acestea au vibrații reduse, nu necesită lubrifiere și întreținere și sunt durabile.

Fondată în 2012, Kühling&Kühling vinde clienților săi soluții de producție 3D flexibile și ușor scalabile. Pentru realizarea primei imprimante 3D produse în serie, expertul în soluții cu sediul în Kiel a căutat un lanț energetic pentru rutarea sigură a cablurilor și o soluție adecvată de rulmenți de linie. Cerințele unei imprimante 3D privind tehnologia rulmenților sunt ridicate: performanțele ridicate ale mașinilor necesită componente mobile care să poată rezista la accelerații mari pe o perioadă lungă de timp fără probleme și cu o întreținere cât mai redusă. În plus, funcționarea internă dinamică determină și temperaturi enorme, de până la 80 °C, pentru care a trebuit să se găsească materialele potrivite. În cele din urmă, piesele încorporate au trebuit să îndeplinească și cerințele ridicate în materie de silențiozitate.

Compania Kühling&Kühling, cu sediul în Kiel, este una dintre acestea din 2012. Cei doi fondatori, inginerii mecatronici Jonas și Simon Kühling, sunt specializați în dezvoltarea și producția de hardware open source în domeniul imprimantelor 3D. După un an și jumătate de dezvoltare, primul produs, "RepRap Industrial", a fost produs în serie de la sfârșitul anului 2013. Este o soluție rentabilă pentru prototipuri rapide fiabile și de înaltă calitate, în special pentru utilizarea continuă în condiții grele

Sistemul este în continuă dezvoltare și tocmai a primit o actualizare fundamentală și diverse îmbunătățiri cu versiunea "v1.1.0". Pot fi prelucrate toate materialele care îndeplinesc anumite specificații de bază, de la materiale termoplastice de înaltă rezistență și materiale plastice umplute cu fibre până la materiale elastice din cauciuc. Imprimantele care sunt disponibile pentru uz casnic sau pentru modelare permit utilizarea doar a unei game foarte limitate de materiale de imprimare. Aici se utilizează cu precădere un așa-numit bioplastic "" , care are la bază porumbul și care, în general, nu poate face față cerințelor tehnice ale utilizării industriale. Acest lucru se datorează faptului că acest plastic cedează deja la temperaturi de peste 45 °C - limitele de temperatură în industrie sunt semnificativ mai ridicate. Comparativ cu alte imprimante 3D pentru uz industrial, "RepRap Industrial" este recomandată în special datorită prețului său. Acesta este cu aproximativ 25 până la 30 % mai mic decât sistemele comparabile. Succesul dovedește că Kühling&Kühling are dreptate: numărul de unități este în continuă creștere și s-a cvadruplat într-un an.

Pot fi prelucrate toate materialele care îndeplinesc anumite specificații de bază, de la materiale termoplastice de înaltă rezistență și materiale plastice umplute cu fibre până la materiale elastice din cauciuc.

Simon Kühling își amintește de căutarea unui furnizor adecvat: "Când am început să dezvoltăm sistemul, ne-am gândit inițial la rulmenții cu bile clasici. Acestea au mai multe dezavantaje. În primul rând, sunt prea scumpe, la un preț unitar de aproximativ 12 euro, iar în al doilea rând, nu mai funcționează la o temperatură de funcționare de 65 °C. În acest moment, garniturile încep să cedeze. Apoi, garniturile încep să cedeze și lubrifierea se uzează." Acest lucru a condus la rulmenți liniari cu suprafețe de alunecare din plastic. "Din motive de costuri, am testat inițial produse asiatice," spune Simon Kühling. "Totuși, acestea nu îndeplineau în niciun fel cerințele noastre, ca să nu mai vorbim de o capacitate de livrare rapidă și pe termen lung."

Pentru rutarea cablurilor, specialistul din Kiel a optat pentru lanțul nostru energetic din microseria E2, care ocupă foarte puțin spațiu de instalare și a fost dezvoltat pentru aplicații deosebit de dinamice. În plus, ghidajelede fus dryspin®, glisierele liniare drylin® R și foliile liniare din iglidur® E7 au fost utilizate ca soluție de rulmenți liniari în generația de imprimante 3D. Spre deosebire de bucșele cu bile recirculante convenționale, rulmenții liniari realizați din materialul iglidur® s-au dovedit a fi o soluție rentabilă și în același timp
de înaltă performanță. Acestea îndeplinesc cerințele ridicate privind emisiile de zgomot, accelerația de deplasare și rezistența continuă la temperatură. În plus, glisierele liniare fără lubrifiere pe viață nu necesită întreținere și, prin urmare, au o uzură deosebit de redusă și o durată lungă
de viață. Datorită poziționării precise a elementelor rulmenților, chiar și în timpul mișcărilor rapide, și a absenței vibrațiilor, clienții pot obține, de asemenea, rezultate optime de producție cu imprimantele lor 3D.

Tehnologia liniară și de acționare "drylin®" de la igus® oferă proiectanților de imprimante 3D diverse componente - întotdeauna complet lipsite de lubrifiere și disponibile în 24 de ore și fără cantitate minimă de

comandă. Un alt avantaj al utilizării glisierelor liniare realizate din materiale plastice de înaltă performanță este funcționarea lor silențioasă; nu există zgomot mecanic de rulare ca în cazul bilelor metalice sau ceramice. În total, în "RepRap Industrial" sunt utilizate douăsprezece produse de rulmenți

igus®: arbori din oțel și adaptoare de ghidare liniară cu folii glisante din "iglidur®" materiale plastice de înaltă performanță pentru ghidarea axelor respective, precum și șuruburi de ghidare și piulițe filetate din plastic ca antrenamente ale axelor. Rulmenții liniari sunt identici ca design cu bucșele cu bile recirculante, economici și ușor de instalat. De asemenea, ele amortizează vibrațiile. Acest lucru este cu atât mai important cu cât imprimarea 3D nu generează forțe mari, dar apar accelerații rapide. Axa trebuie să fie ușoară

pentru acest lucru. Kühling&Imprimanta 3D de la Kühling utilizează, de asemenea, produse din cea de-a doua divizie de afaceri majoră de la igus®, lanțuri energetice din plastic. Lanțurile din familia "E2 micro" utilizate aici se caracterizează prin designul lor extrem de compact, greutate redusă și mișcări de rulare deosebit de ușoare. Contururile netede ale lanțului energetic din plastic protejează, de asemenea, cablurile introduse. Catalogul online

de la igus® ne-a oferit deja o bună imagine de ansamblu a gamei și a produselor potrivite pentru noi. Cu toate acestea, consultarea personală ne-a ajutat foarte mult să îl alegem pe cel potrivit din mulțimea de opțiuni." În plus, a existat un dialog constant cu privire la limitele și posibilitățile componentelor individuale și la posibilele noi dezvoltări. Acesta din urmă s-a aplicat, de exemplu, în domeniul foliilor glisante. Folia glisantă "iglidur® E7", prezentată în prezent, a fost dezvoltată special pentru mișcări liniare. Punctul său forte este durata de viață ridicată și rata scăzută de uzură pe arbori din oțel, oțel cromat și toate tipurile de oțel inoxidabil. Temperatura de funcționare variază de la -30 la + 80°C. " E7" este disponibil ca foaie glisantă pentru diametre cuprinse între 10 și 50 mm și poate fi combinat cu toate carcasele liniare din seria "drylin® R".