في أوائل عام 2015 ، تم بدء AIM3D في East German StartUp لإحداث ثورة في عالم الطباعة ثلاثية الأبعاد من خلال إنشاء آلة طباعة ثلاثية الأبعاد توفر إمكانية أن تصبح في النهاية أداة قياسية في كل منضدة عمل. كان أحد التحديات غير المتوقعة في هذا المسعى لتطوير آلة طباعة ثلاثية الأبعاد مرنة وفعالة اقتصاديًا هو العثور على مزود مناسب لنظام توجيه خطي عالي الجودة يناسب احتياجاتهم.
يهدف مؤسسو AIM3D GmbH ، وجميعهم من جامعة روستوك في الساحل الشرقي لألمانيا ، إلى خفض تكلفة التصنيع الإضافي للأجزاء المعدنية بشكل كبير. في تجربتهم ، فشل الاستخدام الواسع النطاق للتصنيع الإضافي حتى الآن بسبب ارتفاع تكاليف المواد والآلات. حتى اليوم ، لا تستوعب العديد من الطابعات ثلاثية الأبعاد سوى مادة واحدة وغالباً ما تعتمد على مواد باهظة الثمن للطباعة."كان طموحنا في إنشاء أداة الآلة" للقرن الحادي والعشرين التي لها مكان في أي شركة ، مثل المخرطة أو مركز الطحن في القرن التاسع عشرالعاشرمئة عام،"يقول روبرت رادون ، رئيس قسم هندسة الميكاترونكس.
عندما بدأ الفريق حول AIM3D في بناء النماذج الأولية الأولى من طابعته ثلاثية الأبعاد ، ExAM 255 ، كانوا مقتنعين بأن العثور على أدلة خطية مناسبة لمتطلباتهم سيكون أمرًا مباشرًا - لا يبدو أنه مهمة معقدة للغاية. ومع ذلك ، سرعان ما أصبح واضحًا أن الأمر لم يكن كذلك"لجعل عملية الطباعة دقيقة قدر الإمكان ، من الأهمية بمكان محاذاة رأسي الطباعة بشكل مثالي ، حتى بسرعات عالية. لتجنب الصدمة أثناء الطباعة ، يجب أيضًا إنشاء دعامة سرير الطباعة بحيث تكون مستقرة تمامًا "، يوضح رينيه زيلكي ، رئيس تطوير النبات.
"بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن آلية رفع رؤوس الطباعة وخفضها هي واجهة مرئية بين المستخدم والجهاز ، كان من المهم بالنسبة لنا أن يبدو الدليل الخطي وشعر بجودة عالية"يضيف زيلكي الذي شارك في تطوير الطابعة منذ البداية. بينما يهدف مهندسو AIM3D إلى خفض تكلفة التصنيع الإضافي بشكل كبير ، إلا أنهم لم يرغبوا في ذلك من خلال المساومة على الجودة. ومع ذلك ، فإن العثور على هذا المزيج من الميزات بسعر مقبول أثبت أنه أكثر صعوبة مما كان متوقعًا. لقد نظروا إلى عدد من مزودي أنظمة توجيه الحلول الخطية ولكن لا شيء يلبي مطالبهم العالية حتى وصلوا إلى HepcoMotion. تتخصص شركة HepcoMotion في الحلول الخطية عالية الجودة ومكونات الأتمتة ، واحتفالاً بعيدها الخمسين هذا العام ، اكتسبت سمعة طيبة لمنتجاتها الراقية ، والتي تتطلب القليل من الصيانة وتضمن الدقة المطلقة.
هندسة راقية
نصح مارك فولكرز ، ممثل المبيعات من HepcoMotion ، فريق AIM3D بشأن المنتجات الأكثر ملاءمة لتطبيقها:"لم يكن هناك مساحة كبيرة في الطابعة وتعرض الدلائل لأحمال كبيرة تحت التسارع العالي في حين لا تزال بحاجة إلى العمل بشكل موثوق ودقيق. هنا ، كانت محامل Hepco النحيفة وشريحة NV20 من نظام الدليل الخطي GV3 لدينا هي الحل الأفضل ، "يشرح فولكرز.
يتم تركيب محامل HepcoMotion النحيلة مباشرةً على رأس الطابعة القابل للتغيير ، بالإضافة إلى شرائح NV20 من HepcoMotion ، فإنها تضمن نقل رأس الطابعة لأعلى ولأسفل بسرعة 2.5 متر / ثانية بدقة مطلقة. يتم تحقيق الحركة xy بثلاثة مسامير كروية. اثنان على المحور س وواحد على المحور ص. تحدث الحركة Z للطباعة عبر مسامير كروية. يستخدم ExAm 255 رأسين للطباعة للتعامل بسهولة مع التغييرات المادية المحتملة. أثناء عملية الطباعة ، يتم رفع رأس الطباعة الثاني الذي لم يتم استخدامه باستمرار بمقدار 10 مم حتى لا يتصادم مع الكائن المراد طباعته.
تتمثل إحدى الفوائد المهمة لمجموعة GV3 للخبير الخطي HepcoMotion في القدرة على تعديل المحامل وبالتالي إزالة اللعب الذي يتطور من التآكل على مدار عمر المنتج."فبدلاً من الاضطرار إلى تفكيك الدليل الخطي والمحمل وتغييره ، يمكنك ببساطة تعديل محملنا الذي من الواضح أنه أكثر فعالية من حيث الوقت ومنخفض التكلفة"يضيف فولكرز."كانت القدرة على التعديل وإعادة الضبط مهمة للغاية بالنسبة لنا نظرًا لأن أصغر انحرافات في نطاق الميكرونات غير مقبولة في المنتج النهائي"يضيف Zielke.
كان إجراء التنظيف الذاتي لـ GV3 أيضًا ميزة مهمة في هذه البيئة حيث يوجد وجود دائم للأوساخ والحطام. بفضل الشكل المحدد للأدلة V ، يتم دفع جزيئات الأوساخ باستمرار من خلال حركة المحامل أثناء عملية الطباعة. تضمن ميزة التنظيف الذاتي هذه إطالة عمر النظام حتى في البيئات المتسخة مثل عملية الطباعة. "في النهاية ، كنا مقتنعين تمامًا بمنتجات Hepco ؛ كل من ميزات الجودة والمنتج كانت صحيحة. لقد وجدنا أيضًا أنه من المفيد جدًا تزويدنا بعينة يمكننا تجربتها ، وهو شيء لم نتوقعه لأننا لسنا مشترًا بالجملة بعد "، كما يقول Zielke ، موضحًا قرار استخدام نظام Hepco's GV3.
استعد للذهاب
استغرق الأمر عامين من أعمال التطوير لإكمال ExAM255 ولكن الآن AIM3D GmbH مستعدة للانتقال إلى الإنتاج التسلسلي وتنتظر براءة اختراع رؤوس الطباعة CEM E-1 Extruder. يمكن للطابعة معالجة أي حبيبات مصبوبة بالحقن حتى قطر 3 مم. يوضح السيد رادون ، الذي عمل كمساعد باحث في الجامعة قبل تأسيس الشركة: "إن الشيء المميز حقًا بشأن E-1 Extruder هو أن العميل لا يضطر إلى شراء خيوط بوليمر باهظة الثمن أو مساحيق معدنية". إن القدرة على استخدام حبيبات الحقن القياسية تجعل العملية أقل تكلفة بكثير. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام نفس المادة للنماذج الأولية والتصنيع النهائي ، مما يجعل الانتقال من النموذج الأولي إلى المنتج النهائي أكثر اقتصادا وأسرع للمستخدم النهائي. "في رأيي ، نحن الشركة الوحيدة حتى الآن التي طورت طابعة ثلاثية الأبعاد قابلة للتوظيف عالميًا. على الرغم من وجود عدد قليل من تلك التي تعمل مع حبيبات البوليمر ، إلا أنها لا توفر خيارًا في مجموعة المواد وهذه ميزة فريدة لنظامنا ، "يوضح Zielke.
تتمثل إحدى السمات البارزة في طابعة AIM3D في فصل الشكل والانصهار أثناء عملية الطباعة. أثناء الطباعة ، يتم دمج المادة الحاملة للحرارة فقط لإعطاء المكون شكله. بعد ذلك ، يمكن إعادة صياغة المكون قبل عملية التلبد الفعلية. وهذا بدوره يقلل من تكاليف الأدوات والآلات أثناء المعالجة اللاحقة. يتم بعد ذلك إزالة مادة الربط من حامل اللدائن الحرارية (في عملية من مرحلتين) وأخيراً تلبد في فرن وبالتالي إنشاء المنتج النهائي.
تم تلقي النماذج الأولية بشكل جيد ، خاصة من صناعة السيارات حيث يتم استخدام البلاستيك المملوء بالألياف الزجاجية بشكل شائع. في هذه الصناعة ، الهوامش منخفضة وهناك حاجة مستمرة للتكيف. هنا لدينا طابعة ثلاثية الأبعاد لم تعد تعتمد على نظامها البيئي الخاص ، ولكنها تعمل مع المواد والأدوات القياسية المتاحة بسهولة ، مما يجلب القدرة على تقليل تكاليف التصنيع المضافة بشكل كبير. جزء أساسي من النظام ، تعمل HVco's GV3 بشكل جيد لأكثر من عام في النماذج الأولية وستبقى Hepco المورد AIM3D المفضل عندما يتعلق الأمر بأنظمة الدليل الخطي.