Maßgefertigte Dachabdeckung für industrielle 3D-Drucker

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Prototyp mit Durchlass für freibewegliche Z-Achse

Basierend auf der langjährigen Erfahrung mit leichten und haltbaren Dachabdeckungen hat Hema eine Dachabdeckung für den Prototypen eines großen industriellen 3D-Druckers für Kunststoffteile konstruiert. Der Anwender plant zunächst eine Kleinserie von 20 Stück, die mit der Hema-Abdeckung ausgestattet werden sollen. Deren Hauptaufgabe besteht in diesem speziellen Anwendungsfall in der Wärmedämmung des Druckerarbeitsraumes, um die entstehende Wärme im Maschineninnenraum zu halten.

Die Hauptaufgabe der Dachabdeckung besteht hier in der Wärmedämmung des Druckerarbeitsraumes. Für die Stabilisierung und Synchronisierung sind an jeder der beiden y-Abdeckungen zwei Scherensysteme montiert. © HEMA Maschinen- und Apparateschutz

Das Material wird mit Temperaturen von 100 bis 120 Grad Celsius aufgetragen, sodass sich die Druckerumgebung bei nach oben offenem Gehäuse ungehindert und für das Personal unangenehm aufheizen würde. Außerdem gilt auch in der additiven Fertigung, dass die Temperatur im Arbeitsbereich nicht zu stark schwanken sollte. Kühlen die fertigen Werkstückbereiche zu sehr aus, während am anderen Ende noch gedruckt wird, kann es speziell bei großen Werkstücken zu mechanischen Spannungen im Werkstück kommen. Hinzu kommt der Schutz des Druckerinnenraumes vor Zugriff von außen und vor Eintrag von Fremdkörpern und Verunreinigungen.

Erste Dachabdeckung für 3D-Drucker

Die Abmessungen der Dachabdeckung betragen insgesamt 4.700 mal 3.200 Millimeter. Mit einer Fläche von rund 15 Quadratmeter überspannt sie den Arbeitsraum des 3D-Druckers. Der Drucker selbst ist eine Gantry-Konstruktion aus Linearachsen, die außen über der Hema-Dachabdeckung liegt: Die komplette Querachse des Gantry-Portals verfährt außerhalb des Druckerinnenraumes. Die Z-Achse, die den Druckkopf hebt und senkt, ist wiederum an der Querachse verfahrbar montiert. Mit dieser Konstruktion kann jeder Punkt des Arbeitsbereichs erreicht werden. Damit die Z-Achse durch die Dachabdeckung hindurchgelangen kann, ist ein beweglicher Durchlass nötig. Dieses Konstruktionsprinzip haben die Hema-Konstrukteure bereits bei weitaus größeren Dach- und Rückwandkonstruktionen erfolgreich angewendet, um Bearbeitungsspindeln beweglich in den Arbeitsraum durchzuführen. In diesem Projekt wurde erstmals ein 3D-Drucker mit einer solchen Lösung ausgestattet.

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Filigran und dennoch stabil: die Dachkonstruktion

Je eine Y-Abdeckung ist auf beiden Seiten der Z-Achse angeordnet. Aufgebaut sind sie aus 0,3 Millimeter dickem Preotex, einem Aramidgewebe (Kevlar), das auch für die Hema-Faltenbälge zum Einsatz kommt. Für die Stabilität und zur Verhinderung von Durchhängen sorgen Querprofile. Zusätzlich versteifen Scherensysteme die Abdeckung bei schneller Bewegung. Eine stabile Rahmenkonstruktion sichert die Verbindung zur Druckereinhausung. Pneumatikzylinder sorgen bei Kranbeladung für die rasche Ver- und Entriegelung der gesamten Abdeckung. Für den kleineren Teil der Dachabdeckung kommen in Querrichtung zu den beiden Y-Abdeckungen zwei kleinere Rahmen mit einfachen Faltenbälgen in der Breite des Spindelfensters zum Einsatz. So ist die Dachabdeckung bei jeder möglichen Position des Druckkopfes vollständig geschlossen.

Große Materialauswahl auch im Detail

Hema fertigt seit vier Jahrzehnten Faltenbälge aus verschiedenen hochqualitativen Spezialgeweben, etwa Teflon, Polyurethan oder Preotex, die auf Wunsch zum Schutz vor ätzenden Flüssigkeiten oder Spanflug auch mit Stahllamellen oder -blechen ausgestattet werden. Eine lückenlose Dokumentation und Prüfung nach ISO 9001:2015 gewährleistet, dass bei Verschleiß alle Bauteile jederzeit reproduziert und ersetzt werden können.

Individuelle Dachabdeckungen für Werkzeugmaschinen

Hema fertigt Dachabdeckungen für Werkzeugmaschinen als Erstausstattung, für die nachträgliche Installation und für den Retrofit an bewährten Maschinen. Dachabdeckungen halten speziell bei Werkzeugmaschinen die Maschinenumgebung sauber, da während der Bearbeitung kein Kühlschmiermittel und keine Späne aus der Maschine fliegen können. Gleichzeitig kann die Dachabdeckung wie auch im Beispiel mit dem 3D-Drucker zum Beladen geöffnet werden, sodass weiterhin schwere Werkstücke per Kran be- und entladen werden können. Auch Dachabdeckungen werden individuell an die Anforderungen der Anwendung angepasst und sind nachrüstbar.

Dachabdeckungen mit Durchblick

Schutzabdeckungen von HEMA können auch lichtdurchlässig ausgeführt werden. Dafür sorgt die Dachabdeckung X-Velo. Sie ist modular aufgebaut, ist bis zu sechs Meter breit und in der Länge bis zwölf Meter an die jeweilige Anwendung anpassen. Dank der verwendeten Verbindungselemente, die sich beim Verfahren nicht verkanten können, sind Verfahrgeschwindigkeiten bis 75 Meter pro Minute möglich.

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