로봇 압출기는 복합 재료 적층 제조를 탐색하기 위한 저투자 대안을 제공합니다

CEAD(네덜란드 델프트)는 동일한 부품에서 연속 섬유와 단섬유로 열가소성 수지를 강화할 수 있는 특허 받은 프린트 헤드를 사용하여 복합 재료의 대규모 3D 인쇄를 위한 CFAM Prime 시스템을 상용화했습니다. 네덜란드 복합 재료 생산업체인 Poly Products(네덜란드 Werkendam)는 Kunststof Magazine 최신호의 "Think big, print better" 기사에서 이 시스템에 대한 투자를 설명합니다. , CEAD는 다른 회사에서도 다른 접근 방식이 필요하다는 것을 알고 있습니다.

CEAD의 비즈니스 개발 책임자인 Charléne van Wingerden은 "대규모 3D 프린팅에 대한 수요가 증가하고 있음을 확인했습니다."라고 설명합니다. "하지만 모든 회사가 8 x 4 x 4.5미터의 설치 공간 때문에 CFAM 시스템과 같은 대규모 설치를 위한 공간을 갖고 있지는 않습니다." 그러나 많은 회사에서 이미 로봇 팔 또는 갠트리 시스템(예:CNC 기계 가공)을 보유하고 있기 때문에 CEAD는 이러한 시스템에 통합할 수 있는 독립형 압출기를 개발하여 적층 제조의 가능성을 탐색할 수 있는 낮은 투자 솔루션을 제공합니다.

CEAD를 구입한 Rapid Prototyping(헝가리 부다페스트)의 소유주인 György Juhász는 "CNC로 가공된 폴리우레탄 폼과 수동 레이업 GRP(유리 섬유 강화 플라스틱)를 사용하여 금형을 제작하고 있었지만 그 접근 방식에는 너무 많은 노동력과 낭비가 수반되었습니다"라고 설명합니다. 12월 로봇 압출기. "우리는 이제 30% 단유리 섬유 강화 폴리프로필렌을 사용하여 3D 프린팅 금형을 만들고 노동 시간을 50% 단축합니다."

CEAD 로봇 압출기는 대규모 3D 프린팅 복합 재료를 위한 고출력의 경량 솔루션으로 설계되었습니다. 이 시스템은 로봇 압출기, Siemens PLC 기반 제어, 자재 저장, 자재 운송, 수냉식 및 설치가 간편한 압출기 장착 브래킷과 같이 3D 인쇄에 필요한 모든 것과 함께 제공됩니다.

고충전 폴리머 및 다양한 열가소성 수지

CEAD 로봇 압출기는 맞춤형으로 설계된 3D 프린팅 전용 고온 시스템입니다. 4개의 열 영역을 사용하여 압출기는 순수 또는 강화 열가소성 펠릿을 점차적으로 녹입니다. 특정 재료를 처리하는 데 필요한 더 높은 토크를 위해 지멘스 서보 모터와 유성 기어박스로 구동됩니다. 로봇 압출기는 기본적으로 330°C 또는 고온 버전의 경우 최대 400°C의 온도에 도달하도록 설계되어 PEEK(폴리에테르에테르케톤)까지 포함하여 광범위한 섬유 강화 열가소성 재료를 압출할 수 있습니다.

1킬로와트 서보 모터로 업그레이드하면 63Nm의 표준 토크와 144Nm의 최대 토크를 제공하여 어렵고 힘든 재료를 고출력으로 인쇄하는 데 유용합니다. Arnite 50% 유리 섬유 강화 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 및 탄소 충전 PESU(폴리에테르설폰)와 같은 엔지니어링 등급 재료를 사용하면 압출기의 성능을 최대한 높일 수 있습니다. 표준 서보 모터는 이러한 재료를 처리할 수 있지만 필요한 경우 업그레이드를 통해 더 많은 출력을 얻을 수 있습니다.

자재 보관 및 운송

로봇 압출기에는 완전히 건조할 필요가 없는 최대 25kg의 재료를 저장할 수 있는 저장 장치가 포함되어 있습니다. 건조가 필요한 재료의 경우 재료 이송 펌프가 저장소 아래에 있으며 외부 건조기와 직접 연결할 수 있습니다. 재료 이송 펌프는 건조된 재료를 압출기 호퍼로 불어넣습니다. 이 프로세스는 Siemens 제어를 통해 미세 조정됩니다.

Robot Extruder는 완전한 패키지로 배송되기 때문에 재료 운송 장치가 포함됩니다. 장기간 무인 상태로 인쇄하거나 값비싼 엔지니어링 등급 재료로 인쇄할 때 중요하기 때문에 신뢰할 수 있는 재료 운송 시스템을 개발하기 위해 많은 연구가 진행되었습니다. Wingerden은 "운송 시스템이 고장나서 인쇄 오류가 발생하는 것을 용납할 수 없다고 생각합니다."라고 말합니다. "CEAD는 운송 장치가 압출기와 함께 배송되는 표준 구성 요소라는 점에서 독특합니다."

간편한 통합 및 제어

전체 시스템은 플라스틱 압출, 3D 프린팅 및 기계 개발 분야에서 다년간의 경험을 바탕으로 로봇 압출기 및 CFAM 시스템용으로 특별히 설계된 CEAD 소프트웨어를 실행하는 Siemens 터치 스크린을 통해 작동됩니다.

모든 로봇 압출기 구성 요소는 완전히 통합된 시스템을 위해 함께 작동합니다. 작업자는 로봇 또는 갠트리 시스템에 연결할 수 있는 Siemens 제어판과 상호 작용합니다. 로봇 압출기는 아날로그 두 가지 신호로만 제어됩니다. 0-10볼트 및 디지털 0-24볼트 직류(dc) — 로봇 팔 또는 갠트리가 압출기를 제어할 수 있는 강력한 시스템을 제공합니다. 최근 CEAD는 Profinet보다 Robot Extruder에 대한 제어를 도입하여 보다 고급 통합 옵션을 제공합니다.

맞춤형 장착 브래킷도 포함되어 있어 로봇 암 또는 갠트리에 로봇 압출기를 장착하는 데 몇 개의 볼트만 필요합니다.

보조 시스템

CEAD는 또한 통합하기 쉬운 건조 시스템 및 노즐 세트와 같은 기타 구성 요소를 제공합니다. Rapid Prototyping은 Robot Extruder와 함께 건조기를 구입했습니다. "따라서 PET, PET-G 및 ABS와 같은 다양한 재료로 인쇄할 수 있습니다."라고 Juhász는 말합니다.