Robot Extruder oferece alternativa de baixo investimento para explorar a manufatura aditiva de compósitos

CEAD (Delft, Holanda) comercializou o sistema CFAM Prime para impressão 3D em grande escala de compósitos, usando uma cabeça de impressão patenteada, que pode reforçar termoplásticos com fibra contínua e curta na mesma peça. Mesmo como o produtor holandês de compósitos Poly Products (Werkendam, Holanda) explica seu investimento neste sistema no artigo, “Pense grande, imprima maior” na edição atual da Kunststof Magazine , O CEAD reconhece que outras empresas exigem uma abordagem diferente.

“Vemos que a demanda por impressão 3D em grande escala está crescendo”, explica o chefe de desenvolvimento de negócios do CEAD, Charléne van Wingerden. “Mas nem toda empresa tem espaço para uma grande instalação como nosso sistema CFAM devido à sua pegada de 8 por 4 por 4,5 metros.” No entanto, como muitas empresas já possuem braços robóticos ou sistemas de pórtico (por exemplo, usinagem CNC), o CEAD desenvolveu uma extrusora autônoma que pode ser integrada em tais sistemas, oferecendo assim uma solução de baixo investimento para explorar as possibilidades dentro da manufatura aditiva.

“Estávamos construindo moldes usando espuma de poliuretano usinada CNC e GRP (plástico reforçado com fibra de vidro) de layup manual, mas essa abordagem envolvia muito trabalho e desperdício”, explica György Juhász, proprietário da Rapid Prototyping (Budapeste, Hungria) que comprou um CEAD Robot Extruder em dezembro. “Agora somos moldes de impressão 3D usando 30% de polipropileno reforçado com fibra de vidro curta e reduzindo nosso tempo de trabalho em 50%.”

O CEAD Robot Extruder foi projetado para ser uma solução leve com alto rendimento para compostos de impressão 3D em grande escala. Este sistema é fornecido com tudo o que é necessário para a impressão 3D:a Extrusora Robot, controle baseado em PLC da Siemens, armazenamento de material, transporte de material, refrigeração a água e um suporte de montagem de extrusora de fácil instalação.

Polímeros altamente preenchidos e variedade de termoplásticos

O CEAD Robot Extruder é um sistema personalizado de alta temperatura dedicado à impressão 3D. Usando quatro zonas de calor, a extrusora derrete gradualmente grânulos termoplásticos puros ou reforçados. É alimentado por um servo motor Siemens e uma caixa de engrenagem planetária para torques mais elevados necessários para processar certos materiais. A Robot Extruder foi projetada para atingir temperaturas de 330 ° C por padrão ou até 400 ° C para a versão de alta temperatura, o que torna possível a extrusão de uma ampla gama de materiais termoplásticos reforçados com fibra - até mesmo PEEK (polieteretercetona).

A atualização para um servo motor de 1 quilowatt oferece um torque padrão de 63 Nm e um torque de pico de 144 Nm, benéfico para a impressão de materiais difíceis e resistentes em alta produção. O uso de materiais de grau de engenharia pode levar uma extrusora às suas capacidades máximas, por exemplo, PET Arnite 50% reforçado com fibra de vidro (tereftalato de polietileno) e PESU preenchido com carbono (polietersulfona). Embora o servo motor padrão seja capaz de processar esses materiais, a atualização oferece um pouco mais de saída, se necessário.

Armazenamento e transporte de material

A Extrusora Robotizada inclui armazenamento para até 25 kg de material que não precisa ser completamente seco. Para o material que precisa ser seco, a bomba de transporte do material está localizada embaixo do depósito e pode ser conectada diretamente a um secador externo. A bomba de transporte de material sopra o material seco no funil da extrusora, um processo que é ajustado por meio de controles da Siemens.

Como a Robot Extruder está sendo entregue como um pacote completo, a unidade de transporte de material está incluída. Muita pesquisa foi direcionada ao desenvolvimento de um sistema de transporte de material confiável, porque ele é crítico para imprimir durante longos períodos sem supervisão ou ao imprimir com materiais caros de grau de engenharia. “Consideramos inaceitável uma falha de impressão porque o sistema de transporte falhou”, diz Wingerden. “O CEAD é único no fato de que a unidade de transporte é um componente padrão enviado com a extrusora.”

Fácil integração e controle

Todo o sistema é operado através de uma tela sensível ao toque da Siemens, que roda o software CEAD, desenvolvido especificamente para os sistemas Robot Extruder e CFAM, baseado em anos de experiência em extrusão de plásticos, impressão 3D e desenvolvimento de máquinas.

Todos os componentes da Robot Extruder trabalham juntos para um sistema totalmente integrado. O operador interage com o painel de controle da Siemens, que pode ser conectado ao robô ou sistema pórtico. A extrusora Robot é controlada por apenas dois sinais - analógico 0-10 volts e digital Corrente contínua (CC) de 0-24 volts - oferecendo um sistema robusto para o braço robótico ou pórtico para controlar a extrusora. Recentemente, o CEAD introduziu o controle da Extrusora Robótica sobre o Profinet, permitindo opções de integração mais avançadas.

Um suporte de montagem personalizado também está incluído, exigindo apenas alguns parafusos para montar a Extrusora Robot em um braço robótico ou pórtico.

Sistemas auxiliares

O CEAD também oferece um sistema de secagem fácil de integrar e outros componentes, como conjuntos de bicos. A Rapid Prototyping comprou um secador além de sua extrusora robotizada. “Assim, podemos imprimir com diversos materiais, por exemplo, PET, PET-G e ABS”, diz Juhász.