Egy gyógyszeradagoló komplex meghajtóegységének költséghatékony gyártása

• Megoldandó probléma: komplex kúpkerekes hajtás és egy hajtóelem a leválasztó egységben
• Gyártási eljárás: Szelektív lézerszinterezés (SLS)
• Követelmények: kis beépítési hely, nem igényel karbantartást, élettartama öt évnél hosszabb
• Anyag: iglidur I3
• Iparág: egészségügyi szektor
• Sikeres együttműködés:költséghatékonyan és gyorsan legyártott komplex komponensek, hosszú élettartam, egyszerű egyedi alkatrész elrendezés a beépítési térben

 
Röviden az alkalmazásról:
A JDM Innovation GmbH cég egy kúpkerekes hajtásból és lineáris hajtásból álló hajtóegységet igényelt a kézzel csomagolt gyógyszerek adagolójában található elválasztó egységhez. Az adagolónak az egyedi gyógyszertasakokat kellett kiadnia egy előre beprogramozott gyógyszer ütemezés szerint. Ehhez olyan megbízható, karbantartást nem igénylő alkatrészekre volt szükség, amelyek a nagyon kis beépítési helyre beférnek, és több mint 5 év élettartamot biztosítanak. De a fejlesztők nem jutottak messzire a szabványos fröccsöntött fogaskerekekkel, ami időigényes egyedi összeszereléssel járt, megakadályozva az adagolóegységek sorozatgyártását. A problémát az igus 3D nyomtatási szolgáltatással sikerült megoldani. A szükséges összetett kúpkerekes és lineáris hajtást a beépítési tér egyedi igényei szerint CAD-konstrukcióként fejlesztettük ki. Az alkatrészeket ezután szelektív lézerszinterezéssel gyártották, és azonnal beszerelhetőek voltak. Az egyedi, összetett alkatrészgeometria mellett az iglidur I3 igus műanyaggal a hosszú élettartam követelmény is teljesíthető volt. Eddig mintegy 400 készülékbe szerelték be az elválasztó egységeket és hajtóműveket, melyek naponta akár ötször is adagolnak gyógyszert. Az alkatrészek sikeresen teljesítették az előzetesen elvégzett, 25 000 vágásból álló tartóssági tesztet.
 

Az adagoló megbízhatóan adagolja az egyedileg fóliázott gyógyszereket az előre beprogramozott időpontban.

Hosszú élettartamú kopásálló alkatrész iglidur I3-ból

Az integrált szilárd kenőanyagoknak köszönhetően az iglidur i3 nem igényel karbantartást vagy kenést, ami különösen előnyös azokban az alkalmazásokban, ahol fontos a higiénia. A higiéniai szempontok mellett az iglidur i3-ból készült alkatrészek minden kopó alkalmazásba jól illeszkednek. Az igus saját tesztlaboratóriumában végzett tesztekből kiderül, hogy hagyományos SLS anyagokhoz képest a kopásállóság 3 - 30-szor jobb. Az alkatrészek nagyon nagy mechanikai szilárdságúak, ezért különösen alkalmasak homlokkerekes fogaskerekek, kúpfogaskerekek, hajtóanyák, speciális csúszkák és gömbcsapágyak gyártására. Ezt a teszt is megerősítette. Az iglidur i3-ból készült homlok fogaskerekek élettartama ötszöröse volt a POM-ból mart műanyag fogaskerekekének.

A 3D nyomtatott fogaskerekek szakértője, az igus különféle online eszközöket kínál az egyes fogaskerekek konfigurálásához. Az élettartam-kalkulátor az igus tesztlaboratóriumában végzett tesztek alapján valósághűen jelzi a fogaskerekek várható élettartamát. A fogaskerekek és fogaslécek konfigurátorában az alkatrészek könnyen megtervezhetők az egyedi igények alapján. Az online számítás során azonnal megkapja alkatrészének pontos egységárát.

Az iglidur I3-ból készült meghajtóegység sikeresen átment a JDM Innovation GmbH tesztjein.

Probléma

Az adagolóban lévő korlátozott beépítési hely megnehezítette az alkatrészek optimális elrendezését. A hajtóegység beépítése olyan bonyolult volt, hogy szabványos fröccsöntött alkatrészekkel bajosan lehetett volna megoldani. A vágópenge szállítószalagját feszültség alatt kellett tartani, de az károsította volna a villanymotor hajtótengelyét, szóval, a hajtás elrendezése szokatlan volt. A szabványos alkatrészek beszerelése tönkretette volna az alkatrészeket és drága, egyszeri szerelési munkákkal járt volna. Pedig az adagolót sorozatgyártásra szánták. Az alkatrészek élettartamának is meg kellett haladnia öt évet.

Megoldás

Az additív gyártás tervezési szabadsága lehetővé tette az alkatrészek precíz adaptálását a kis beépítési hely igényeihez. Az iglidur I3 SLS porból, szelektív lézerszinterezéssel előállított alkatrészeket azonnal beszerelték és tesztelték. Az iglidur I3 SLS por kifejezetten lézerszinterezéshez lett kifejlesztve, és nagyon jó tribológiai jellemzőkkel rendelkezik. Ez teszi lehetővé, hogy az alkatrészek várható élettartama akár 30-szorosa legyen a hagyományos műanyagból készült alkatrészekének. Az alkatrészek ráadásul sokkal gyorsabban gyárthatók, mint a fröccsöntéssel. A gyártási idő általában két-három nap - sürgős projektek esetén az igus 24 órán belül is ki tudja küldeni az alkatrészeket.

Összetett geometriák egyszerűen és nagyon rövid idő alatt nyomtatva

Az adagoló válogató egységének kúpkerekes hajtásával szemben rengeteg követelményt támasztott, többek között, a rendelkezésre álló hely szűkössége. A forgó pengét egy szíj mozgatja, melynek lineáris hajtásáról egy drylin N miniatűr hajtás gondoskodik. A 3D nyomtatott tengelyt két igus csapágy vezeti a fémlemezben. A szabványos alkatrészek beépítése a rendelkezésre álló helyre csak kompromisszumokkal lett volna megoldható, és költséges egyszeri szerelési munkákkal járt volna. De az adagolók sorozatgyártását tervezték, ezért észszerűbb alternatívára volt szükség. A cég az additív gyártásban találta meg a megoldást a problémára. Az egyedi kúpkerekes hajtómű CAD-rajza tökéletesen alkalmas volt az SLS eljáráshoz. Ez azt jelentette, hogy a meghajtó egység kompromisszumok nélkül beszerelhető az adagoló kis beépítési helyére. A precíz, részletes alkatrész-illeszkedés mellett a JDM Innovation GmbH-t lenyűgözte a nagyteljesítményű igus polimerek tartóssága.

A CAD rajzon jól látható a meghajtóegység telepítésére rendelkezésre álló hely szűkössége.