Robot Extruder ofrece una alternativa de baja inversión para explorar la fabricación aditiva de compuestos

CEAD (Delft, Holanda) ha comercializado el sistema CFAM Prime para la impresión 3D de composites a gran escala, utilizando un cabezal de impresión patentado, que puede reforzar termoplásticos con fibra continua y corta en la misma pieza. Incluso cuando el productor holandés de compuestos Poly Products (Werkendam, Países Bajos) explica su inversión en este sistema en el artículo "Piense en grande, imprima en grande" en el número actual de Kunststof Magazine , CEAD reconoce que otras empresas requieren un enfoque diferente.

“Vemos que la demanda de impresión 3D a gran escala está creciendo”, explica la directora de desarrollo comercial de CEAD, Charléne van Wingerden. "Pero no todas las empresas tienen espacio para una instalación grande como nuestro sistema CFAM debido a su tamaño de 8 por 4 por 4,5 metros". Sin embargo, debido a que muchas empresas ya tienen brazos robóticos o sistemas de pórtico (por ejemplo, mecanizado CNC), CEAD ha desarrollado una extrusora independiente que puede integrarse en dichos sistemas, ofreciendo así una solución de menor inversión para explorar las posibilidades dentro de la fabricación aditiva.

"Estábamos construyendo moldes utilizando espuma de poliuretano mecanizada por CNC y laminado manual GRP (plástico reforzado con fibra de vidrio), pero ese enfoque implicaba demasiada mano de obra y desperdicio", explica György Juhász, propietario de Rapid Prototyping (Budapest, Hungría) que compró un CEAD Robot Extruder en diciembre. "Ahora estamos imprimiendo moldes en 3D con un 30% de polipropileno reforzado con fibra de vidrio corta y reduciendo nuestro tiempo de trabajo en un 50%".

El robot extrusor CEAD está diseñado para ser una solución liviana con un alto rendimiento para compuestos de impresión 3D a gran escala. Este sistema se entrega con todo lo necesario para la impresión 3D:el robot extrusor, control basado en PLC Siemens, almacenamiento de material, transporte de material, refrigeración por agua y un soporte de montaje del extrusor fácil de instalar.

Polímeros con alto contenido de carga y gama de termoplásticos

El CEAD Robot Extruder es un sistema de alta temperatura diseñado a medida para la impresión 3D. Usando cuatro zonas de calor, la extrusora derrite gradualmente gránulos termoplásticos puros o reforzados. Está alimentado por un servomotor Siemens y una caja de engranajes planetarios para los pares más altos requeridos para procesar ciertos materiales. El robot extrusor está diseñado para alcanzar temperaturas de 330 ° C por defecto o hasta 400 ° C para la versión de alta temperatura, lo que hace posible extruir una amplia gama de materiales termoplásticos reforzados con fibra, incluso PEEK (polieteretercetona).

La actualización a un servomotor de 1 kilovatio proporciona un par estándar de 63 Nm y un par máximo de 144 Nm, beneficioso para la impresión de materiales difíciles y resistentes a un alto rendimiento. El uso de materiales de grado de ingeniería puede llevar una extrusora a sus capacidades máximas, por ejemplo Arnite 50% PET reforzado con fibra de vidrio (tereftalato de polietileno) y PESU relleno de carbono (polietersulfona). Aunque el servomotor estándar es capaz de procesar estos materiales, la actualización brinda un poco más de rendimiento, si es necesario.

Almacenamiento y transporte de material

El Robot Extruder incluye almacenamiento para hasta 25 kilogramos de material que no necesita secarse completamente. Para el material que necesita secarse, la bomba de transporte de material se encuentra debajo del almacenamiento y se puede conectar directamente con un secador externo. La bomba de transporte de material sopla material seco en la tolva de la extrusora, un proceso que se ajusta con precisión a través de los controles de Siemens.

Debido a que el robot extrusor se entrega como un paquete completo, se incluye la unidad de transporte de material. Se han realizado muchas investigaciones para desarrollar un sistema de transporte de material confiable, porque es fundamental para imprimir durante largos períodos sin supervisión o cuando se imprime con materiales costosos de grado de ingeniería. “Consideramos que es inaceptable tener una falla de impresión porque el sistema de transporte falló”, dice Wingerden. "CEAD es único en el hecho de que la unidad de transporte es un componente estándar que se envía con la extrusora".

Fácil integración y control

Todo el sistema se opera a través de una pantalla táctil Siemens, que ejecuta el software CEAD, diseñado específicamente para los sistemas Robot Extruder y CFAM, basado en años de experiencia en extrusión de plásticos, impresión 3D y desarrollo de máquinas.

Todos los componentes de Robot Extruder trabajan juntos para un sistema completamente integrado. El operador interactúa con el panel de control de Siemens, que se puede conectar al robot o al sistema de pórtico. El robot extrusor está controlado por solo dos señales: analógicas 0-10 voltios y digital Corriente continua de 0-24 voltios (CC):ofrece un sistema robusto para que el brazo robótico o el pórtico controlen la extrusora. Recientemente, CEAD introdujo el control del robot extrusor sobre Profinet, lo que permite opciones de integración más avanzadas.

También se incluye un soporte de montaje personalizado, que requiere solo unos pocos pernos para montar el Robot Extrusor en un brazo robótico o pórtico.

Sistemas auxiliares

CEAD también ofrece un sistema de secado fácil de integrar y otros componentes, como juegos de boquillas. Rapid Prototyping compró un secador además de su Robot Extruder. “Entonces, podemos imprimir con una variedad de materiales, por ejemplo, PET, PET-G y ABS”, dice Juhász.