Freeformer na�ivo: sv�tov� novinka od spole�nosti Arburg p�edstaven� na veletrhu Euromold

N�mecká spole�nost Arburg – inovativní výrobce vst�ikovacích stroj� a expert na poli vst�ikování plast� – intenzivn� pracovala na vývoji 3D tisku plastových dílc� více jak osm let. Výsledkem je unikátní za�ízení, Freeformer, stejn� jako nový, spole�ností Arburg patentovaný výrobní proces vst�ikování plastu do volného prostoru - AKF.

Úplná volnost: plast formovaný bez formy

Jak u� název napovídá, pro formování plastu není vy�adovaná �ádná forma nebo p�eddefinovaná dutina. P�i procesu AKF jsou 3D datové soubory zpracovány p�ímo �ídicím systémem Freeformeru, následn� je v integrovaném vst�ikovacím agregátu nataven standardní granulát jako u b�ného vst�ikovacího procesu a z taveniny jsou speciálním postupem vytvo�eny kapky. Tyto kapky jsou následn� nanášeny vrstvu po vrstv� do pln� funk�ního dílce bez nutnosti pou�ití formy. Tento proces umo��uje nákladov� velmi efektivní kusovou nebo malosériovou výrobu dílc�.

Obr. 1: Freeformer p�ináší do technologie zpracování plast� novou éru – 3D tisk funk�ních dílc� s po�adavkem na kusové nebo malosériové výrobní dávky

Orientováno na praxi: dlouholetý p�ístup výrobce strojní technologie

Spole�nost Arburg má více jak padesátileté zkušenosti s výrobou vst�ikovacích stroj�. Tyto znalosti a zkušenosti se prakticky promítly p�i vývoji a implementaci unikátního procesu AKF. Po praktické a ekonomické stránce je p�íhodn�jší pou�ívat p�i výrob� dílc� b�n� dostupný granulát ve srovnání se speciálními materiály jako je nap�. prášek nebo vlákno. P�i samotném vytvá�ení dílce pak p�tiosý pohyblivý nosi� dílce minimalizuje materiálové po�adavky, proto�e ani u slo�itých tvar� není pot�eba pou�ívat �ádné podp�rné struktury. Touto úsporou získáváme nákladov� efektivní a zárove� vysoce flexibilní výrobu funk�ních díl�.

Tradi�ní: p�íprava standardního granulátu

Není nutné objevovat objevené. Toto heslo m�li technici a vývojoví pracovníci spole�nosti Arburg p�i vývoji nového za�ízení na pam�ti. Sestavili nový stroj s ji� vyvinutou a léty ov��enou p�ípravou materiálu, která v zásad� pracuje stejným zp�sobem jako p�i vst�ikování do formy. Za�ízení je pln�no standardním plastovým granulátem. Vytáp�ný plastifika�ní válec zajiš�uje optimální p�ípravu taveniny v tzv. nanášecí jednotce. Ta p�edstavuje patentovaný uzáv�r trysky vybavený vysokofrekven�ní piezo-technologií, která umo��uje rychlé otevírací a zavírací pohyby. Tímto zp�sobem je mo�né pod tlakem vytvá�et plastové kapky, které formují po�adovaný 3D tvar vyráb�ného dílce.

Obr. 2: P�i procesu zpracování plastu je v za�ízení Freeformer pou�it standardní granulát. Funk�ní �ásti dílce jsou pak vytvá�eny vrstva za vrstvou z plastových kapi�ek díky speciální trysce a pohyblivém nosi�i dílce.

Inovativní: pohyblivý nosi�, stacionární tryska

Za principem pohyblivé a stacionární �ásti za�ízení byla ji� letitá úvaha. Ve Freeformeru z�stává nanášecí jednotka a její tryska ve fixované vertikální poloze, zatímco nosi� dílce se pohybuje. Krom� standardního nosi�e, který se m��e pohybovat lineárn� ve t�ech osách, je dostupná i verze s p�ti osami pro vytvá�ení slo�itých tvar�. Hlavní výhodou p�tiosé verze je, �e i u velmi slo�itých tvar� dílc� nejsou pot�eba �ádné podp�rné struktury. To umo��uje realizovat nové geometrie dílce, které nemohou vzniknout p�i klasickém vst�ikování do formy. Navíc, dílce jsou po svém vytvo�ení okam�it� p�ipraveny k pou�ití bez nutnosti jejich �išt�ní, úpravy nebo opracování.

Unikátní: kombinace m�kkého a tvrdého plastu p�i 3D tisku.

Jedním z hlavních kritérií zva�ovaných p�i vývoji za�ízení byl vysoký stupe� procesní flexibility. Nap�íklad aby mohly být v jednom za�ízení Freeformer zpracovány dva materiály nebo dv� barvy. To vedlo k vývoji za�ízení se dv�ma nanášecími jednotkami. Výsledkem tohoto dvoukomponentního 3D tisku je nap�íklad kombinace m�kký-tvrdý plast nebo dílce speciálních tvar� s texturou, kde jsou oba komponenty na sebe pevn� napojeny.

D�myslné: komplexní technologie s jednoduchým pou�itím

U za�ízení Freeformer spole�nost Arburg aplikovala stejný p�ístup jako u svých vst�ikovacích stroj� - vytvo�ení komplexní technologie jednoduché k pou�ití a vyvinuté vlastními silami. Parametry pot�ebné pro formování dílu vrstvu po vrstv� jsou generovány vlastním �ídicím systémem. Ten zpracovává 3D CAD data dílce ve formátu STL, automaticky je segmentuje na jednotlivé �ezy a výroba m��e za�ít. Není vy�adováno �ádné speciální programování, procesní znalosti ani rozsáhlé školení. Pohybem ovládaná dotyková obrazovka d�lá práci se za�ízením intuitivn�jší.

Obr. 3: Dvoukomponentní za�ízení Freeformer m��e zpracovat dv� kombinace materiál� nebo barev. To nap�íklad znamená, �e tímto procesem lze vyrobit dílce v kombinaci m�kký/tvrdý plast.

�istý: bez prachu a emisí

Díly jsou v za�ízení Freeformer vytvá�eny nanášením kapek, a to bez výskytu prachu a emisí. Za�ízení je tedy teoreticky vhodné pro jakékoliv aplika�ní prost�edí, a� u� do výroby, kancelá�í, vývojových odd�lení nebo �istých prostor medicínské výroby. Není pot�eba �ádné odsávací nebo filtra�ní periférie. Technologie „plug-and-play“ znamená, �e za�ízení Freeformer je mobilní s univerzálním pou�itím. Tento stroj je nejen vysoce kompaktní, ale také kdykoliv okam�it� p�ipraven k pou�ití – sta�í jednoduše p�ipojit do elektrické zásuvky.

Efektivita výroby: nyní i pro kusovou nebo malosériovou výrobu

Vývojem za�ízení Freformer postoupila spole�nost Arburg o krok dále v rozší�ení výrobního rozsahu p�i zpracování plast�. Zatímco se zákazníci d�íve spoléhali na odborné znalosti lisoven a na vysokosériové dávky, stejný p�ístup se dá nyní aplikovat také na nákladov� efektivní malosériovou nebo kusovou výrobu. Vysoká kvalita, nízké jednicové náklady a efektivní výroba jsou tedy realizovatelné i na poli 3D tisku. Bez ohledu na druh pr�myslu, nové za�ízení Freeformer a proces AKF nabízí všem stejnou volnost výb�ru, od automobilového p�es zdravotnický a� po pr�mysl spot�ebního zbo�í. A navíc je pravd�podobné, �e nové za�ízení bude uplatn�no i ve zcela nových oblastech.

Na veletrhu Euromold byla dv� tato revolu�ní za�ízení vystavována v jednokomponentním a dvoukomponentním provedení.  Spolu s nimi bylo prezentováno široké spektrum vyrobených dílc� a mno�ství videoanimací, které vysv�tlovaly samotný proces AKF.

www.arburg.com