Robot Extruderは、複合材料の積層造形を探求するための低投資の代替手段を提供します

CEAD（オランダ、デルフト）は、特許取得済みのプリントヘッドを使用して、複合材料の大規模3D印刷用のCFAM Primeシステムを商品化しました。これにより、同じ部分に連続繊維と短繊維の両方で熱可塑性プラスチックを強化できます。オランダの複合材プロデューサーであるPolyProducts（オランダ、ウェルケンダム）が、このシステムへの投資について、 Kunststof Magazine の最新号の記事「Thinkbig、printbigger」で説明しています。 、CEADは、他の企業が別のアプローチを必要としていることを認識しています。

「大規模な3D印刷の需要が高まっていることがわかります」と、CEADの事業開発責任者であるCharlénevanWingerden氏は説明します。 「しかし、8 x 4 x 4.5メートルの設置面積のため、すべての企業がCFAMシステムのような大規模な設置のためのスペースを持っているわけではありません。」ただし、多くの企業がすでにロボットアームまたはガントリーシステム（CNC機械加工など）を導入しているため、CEADは、このようなシステムに統合できるスタンドアロンの押出機を開発しました。これにより、低投資ソリューションを提供して、積層造形の可能性を探ります。

「CNC機械加工のポリウレタンフォームとハンドレイアップGRP（ガラス繊維強化プラスチック）を使用して金型を作成していましたが、そのアプローチには多大な労力と無駄が伴いました」と、CEADを購入したラピッドプロトタイピング（ブダペスト、ハンガリー）の所有者であるGyörgyJuhászは説明します。 12月のロボット押出機。 「現在、30％の短いガラス繊維強化ポリプロピレンを使用した3D印刷金型であり、労働時間を50％削減しています。」

CEAD Robot Extruderは、大規模な3D印刷複合材向けの高出力を備えた軽量ソリューションとして設計されています。このシステムには、ロボット押出機、Siemens PLCベースの制御、材料保管、材料輸送、水冷、取り付けが簡単な押出機取り付けブラケットなど、3D印刷に必要なすべてのものが付属しています。

高充填ポリマーとさまざまな熱可塑性プラスチック

CEAD Robot Extruderは、3D印刷専用のカスタム設計された高温システムです。 4つのヒートゾーンを使用して、押出機はニートまたは強化された熱可塑性ペレットを徐々に溶かします。シーメンスのサーボモーターと遊星歯車装置を搭載しており、特定の材料の処理に必要な高トルクを実現します。 Robot Extruderは、デフォルトで330°C、高温バージョンでは最大400°Cに達するように設計されているため、PEEK（ポリエーテルエーテルケトン）を含むさまざまな繊維強化熱可塑性材料を押し出すことができます。

1キロワットのサーボモーターにアップグレードすると、標準トルクが63 Nm、ピークトルクが144 Nmになり、高出力で困難で丈夫な素材を印刷するのに役立ちます。エンジニアリンググレードの材料を使用すると、押出機を最大限の能力に押し上げることができます。たとえば、Arnite 50％ガラス繊維強化PET（ポリエチレンテレフタレート）やカーボン充填PESU（ポリエーテルスルホン）などです。標準のサーボモーターはこれらの材料を処理できますが、アップグレードにより、必要に応じて出力が少し増えます。

資材の保管と輸送

Robot Extruderには、完全に乾燥させる必要のない最大25kgの材料を保管できます。乾燥が必要な材料の場合、材料輸送ポンプはストレージの下に配置され、外部乾燥機に直接リンクできます。材料輸送ポンプは、乾燥した材料を押出機ホッパーに吹き込みます。このプロセスは、シーメンスの制御によって微調整されます。

Robot Extruderは完全なパッケージとして提供されているため、材料輸送ユニットが含まれています。信頼性の高い材料輸送システムの開発には多くの研究が行われています。これは、長期間無人で印刷する場合や、高価なエンジニアリンググレードの材料で印刷する場合に重要であるためです。 「輸送システムに障害が発生したため、印刷に障害が発生することは許容できないと考えています」とWingerden氏は言います。 「CEADは、輸送ユニットが押出機に付属する標準コンポーネントであるという点で独特です。」

簡単な統合と制御

システム全体は、プラスチック押出成形、3D印刷、および機械開発における長年の経験に基づいて、ロボット押出機およびCFAMシステム用に特別に設計されたCEADソフトウェアを実行するSiemensタッチスクリーンを介して操作されます。

すべてのRobotExtruderコンポーネントは、完全に統合されたシステムのために連携して機能します。オペレーターは、ロボットまたはガントリーシステムに接続できるSiemensコントロールパネルを操作します。ロボット押出機は、アナログの2つの信号のみによって制御されます。 0〜10ボルトおよびデジタル 0〜24ボルトの直流（dc）—ロボットアームまたはガントリーが押出機を制御するための堅牢なシステムを提供します。最近、CEADはProfinet上でRobot Extruderの制御を導入し、より高度な統合オプションを可能にしました。

カスタム取り付けブラケットも含まれており、ロボットエクストルーダーをロボットアームまたはガントリーに取り付けるために必要なボルトはわずかです。

補助システム

CEADは、統合が容易な乾燥システムや、ノズルセットなどの他のコンポーネントも提供します。ラピッドプロトタイピングでは、ロボット押出機に加えてドライヤーを購入しました。 「つまり、PET、PET-G、ABSなど、さまざまな素材で印刷できます」とJuhász氏は言います。