Tehnologie în creștere, costuri în scădere - costuri unitare reduse și o durată de viață mai lungă a rulmenților netezi cu ajutorul imprimării 3D și al turnării prin injecție

• Ce a fost necesar: rulmenți netezi cu geometrie specială
• Procesul de fabricație: sinterizare selectivă cu laser și turnare prin injecție
• Cerințe: proprietăți bune de alunecare cu aluminiul partener, rezistență ridicată la abraziune la viteze mari, geometrie complexă
• Material: iglidur i3 (sinterizare laser) și iglidur J2
• Industrie: instalații de separare a deșeurilor
• Succes prin cooperare: durată lungă de viață în ciuda sarcinilor ridicate, costuri unitare reduse semnificativ, grad ridicat de libertate de proiectare

Aplicația la o privire de ansamblu:
Compania finlandeză ZenRobotics produce sisteme industriale de separare a deșeurilor, controlate de inteligență artificială, care asigură o separare automată, de înaltă calitate, rapidă și sigură a deșeurilor în întreaga lume. În funcție de mediu, condițiile pentru sisteme sunt foarte dure - praful și alte surprize interesante în deșeuri sunt lucruri care se întâmplă zilnic. În ciuda acestor condiții, sistemele trebuie să fie capabile să separe deșeurile rapid și fiabil. Pentru noul sistem "FastPicker", era nevoie de rulmenți simpli care să poată rezista forțelor de torsiune ridicate care apar în timpul accelerației axiale. Dezvoltatorii au creat rulmenți simpli imprimați 3D care sunt montați pe axe din aluminiu cu un profil canelat pentru a preveni rotația. Rulmenții simpli pot rezista la viteze liniare de 3 m/s cu accelerații radiale și axiale. Datorită gradului ridicat de libertate de proiectare în imprimarea 3D, a fost posibilă adaptarea geometriei rulmenților glisanți la axa din aluminiu canelată. Următorul pas a constat în fabricarea unui instrument de turnare prin injecție pentru a utiliza diversitatea de materiale a turnării prin injecție.

În timpul fazei de testare a noului sistem de sortare a deșeurilor "FastPicker" de la ZenRobotics din Finlanda, a devenit rapid clar că rulmenții simpli clasici nu pot rezista forțelor de torsiune în timpul accelerației axiale dacă centrul de greutate nu se află în centrul axei mobile. Inițial, rotația urma să fie împiedicată de elemente de oprire. Cu toate acestea, acestea au cedat rapid din cauza sarcinii mari. În plus față de elementele de oprire, pentru a rezista la accelerația radială și axială au fost utilizați inițial rulmenți standard din gama igus.

În cele din urmă, au fost utilizați rulmenți igus cu o geometrie specială. Acestea au fost produse mai întâi din plasticul de înaltă performanță iglidur i3 prin sinterizare cu laser. În acest fel, ele s-au potrivit pe axul canelat din aluminiu și au oprit astfel rotația. După aceea, a fost produsă o matriță de injecție conform geometriei speciale, astfel încât a fost posibilă utilizarea varietății de materiale de turnare prin injecție. Acest lucru a dus la o reducere a costurilor de până la 80%.

Imprimarea 3D și turnarea prin injecție diferă adesea în ceea ce privește rentabilitatea lor: Imprimarea 3D este adesea rentabilă la un număr mic de unități. Producția de componente cu ajutorul matrițelor de injecție fabricate la mașină este rentabilă doar de la o cantitate de peste 10 000 de componente. Imprimarea 3D punctează în special în faza de testare a aplicațiilor prin viteza mare de producție și disponibilitatea imediată pentru utilizare. În funcție de design, piesele sunt gata de livrare în una până la trei zile și pot fi comandate cu ușurință în serviciul online de imprimare 3D. Pentru prototipul său, ZenRobotics a utilizat, de asemenea, rulmenți netezi imprimați 3D pentru axa din aluminiu, cu un profil canelat. Compania a decis apoi să producă componentele în cantități mai mari prin turnare prin injecție. Factorii decisivi au fost varietatea de materiale și costurile unitare reduse asociate cu turnarea prin injecție. Rulmenții netezi finali au fost fabricați din iglidur J2. La aproximativ 5 EUR/bucata, componenta turnată prin injecție a costat doar o zecime din piesa SLS (aproximativ 49 EUR/bucata), iar scula a fost amortizată după 100 de bucăți. Plasticul robust are specificații mecanice bune, este rentabil și oferă o bună rezistență la medii. În plus, lubrifianții solizi integrați fac superfluă lubrifierea externă a rulmenților simpli.