A 3D nyomtatás alkalmazása teljesen automatizált kávéfőző gépben - automatikus pohártálca állítás hosszú élettartammal

• Amire szükség volt: Egy teljesen automata kávéfőző automata csészeasztal beállításának mechanikájához szükséges alkatrészek.
• Gyártási eljárás: szelektív lézerszinterezés
• Követelmények: Élelmiszernek való megfelelés, stabilitás, szilárdság, jó futási tulajdonságok, méretpontosság.
• Anyag: iglidur® i6
• Iparág: automaták
• Siker az együttműködés révén: nagy kopásállóság, szívósság és élettartam

Az alkalmazás egy pillantásra:
Eddig a teljesen automata kávéautomaták csészeasztalát kézzel állították be a csészemérethez. Az Ansbachi Gépipari Iskola projektcsoportja egy motoros, mozgatható csészeasztalt fejlesztett ki érzékelővel vezérelt magasságállítással, amely teljesen automatizáltan állítja be ezt az asztalt. A magasságállítás mechanikájához egy motort, egy 3D-nyomtatott traverz és egy 3D-nyomtatott orsót használtak. A nagy teljesítményű iglidur® i6 műanyagból készült 3D-nyomtatott alkatrészek nagyon jó futási tulajdonságokkal, valamint nagy szilárdsággal és élettartammal rendelkeznek.

A teljesen automata kávéfőzők csészeasztalának magasságát korábban mindig csak kézzel állították a csészemérethez, ezért automatikus megoldást kerestek a beállításra. Az ansbachi gépészmérnöki iskola csapata kifejlesztett egy érzékelők által vezérelt magasságállító motoros mechanizmust, amelyhez még meg kellett találni a megfelelő anyagokat a "traverse - spindle" koncepcióhoz. A koncepcióval szemben támasztott követelmények a traverz és az orsó közötti nagyon jó futási tulajdonságok, valamint a megbízható méretpontosság voltak, hogy a méreteket a teljesen automata kávéfőzőn belül meg lehessen tartani. Ugyanakkor az anyagokat az élelmiszerekkel való érintkezéshez és a csésze(k) teljes súlyához kellett tervezni.

A projektcsapat a kölni igus® GmbH-ban találta meg a tökéletes partnert. Tom Krause additív gyártásvezetővel együttműködve a csapatnak kezdetben sikerült a mechanikai koncepció prototípusát 3D nyomtatással előállítani. Az igus® által kifejezetten lézerszinterezéshez kifejlesztett iglidur® i6 nagy teljesítményű polimert használták, amely különösen nagy szilárdsága, méretpontossága és futási tulajdonságai miatt nyűgözte le a csapatot. A koncepció átdolgozása és tökéletesítése után az összes alkatrészt a 3D nyomtatási szolgáltatáson keresztül rendelték meg. A már említett specifikációkon kívül a mechanika a nagy kopásállósággal és a részletekre való odafigyeléssel is lenyűgözött. Az is különösen hasznos volt, hogy a lézerszinterezéshez nincs szükség szerszámokra, és hogy az alkatrészek hatékonyan, minimális rendelési mennyiség nélkül gyárthatók.

A teljesen automata kávéfőző kifejezés elsősorban a kávé elkészítésének teljesen automatizált folyamatára utal. Azt a problémát, hogy a különböző csészeméretek különböző magassági beállításokat igényelnek a beépített csészeasztalnál, eddig kézzel oldották meg. Az ansbachi gépészmérnöki iskola projektcsoportja egy automatikus és kényelmes csészeasztal-beállító rendszert fejlesztett ki, hogy a teljesen automata kávéfőző méltó legyen a nevéhez. Ez érzékelők segítségével határozza meg a magasságbeállítást, amely ezután egy 3D nyomtatott orsóból és a csészeasztal összekötőszerkezetéhez rögzített keresztgerendából álló motoros mechanizmust hoz mozgásba. Az érzékelők mérik a csésze felső széle és az italkifolyó alsó széle közötti úthosszat, és felismerik az átlátszó és átlátszatlan csészék magasságát. Ezután egy szoftver vezérli a motort a megadott távolság eléréséig.

A mechanizmushoz a tribológiailag optimalizált és nagyon kopásálló iglidur i6 műanyagot használták. Az orsó-tengely végtámasz működési jellemzői döntő szempontként vezettek a csapat számára, hogy ezt az anyagot válasszák. Az igus anyagok nagyon fontosak, különösen az automaták esetében. A beépített szilárd kenőanyagok szükségtelenné teszik a külső kenést. Ez többek között higiénikus működést tesz lehetővé. A kifejezetten lézerszinterezéshez kifejlesztett anyag sokkal hosszabb élettartamú, mint a hagyományos műanyagok.