3D nyomtatott csapágy
Kis tömegű csapágyszerelvények 3 D nyomtatásban nagy teherbírással és könnyű súllyal kombinálva
A 3D nyomtatás új lehetőségeket nyit a tervezésben!
Alumínium, műanyag, karbon – a kis tömegű csapágy szerelvények beépített drót csapággyal már sikeresen teljesítettek számos különböző anyag kombinációjában. Áttértünk az alternatív gyártási folyamatra a csapágyház alkatrészeinek gyártásánál. A lézer szinterelt(3D nyomtatott )alumínium gyűrűk jelenleg a legkorszerűbbek. Ez az eljárás lehetővé teszi, hogy létre hozzunk egyfajta méhsejtszerű, lyuggatott struktúrát a csapágyház alkatrészeinek anyagában, ezáltal az anyag egyszerre könnyű és merev lesz.
Jelenleg egy csapágyegység prototípusát teszteljük. Végül a széleskörű teszt fogja mutatni, hogyan szerepel a nyomtatott könnyűsúlyú csapágy a terhelés és precízió szempontjából, amikor összehasonlítjuk a hagyományosan gyártott alumínium csapágyakkal.
Interjú a szakértővel: A 3D nyomtatás új lehetőségeket nyit a tervezésben
Frantz Öhlert a Franke kutatási és fejlesztési részlegéről beszél nekünk a könnyűsúlyú csapágyak konstrukciójáról és a 3D nyomtatás új technológiájáról.
Mr. Öhlert, mit is jelent valójában a 3D nyomtatás?
Franz Öhlert: Elvileg a jelentése olyan gyártási folyamat, melyben a tárgy részecske rétegekből épül fel. Ezt additív eljárásnak
nevezik, a hagyományos módszer megfordítását jelenti, ami általában az anyag eltávolításával társul.
Van valamilyen különleges módszer a szeme előtt, ami a csapágyszerelvény építésénél következik?
Franz Öhlert: Jelenleg az úgynevezett lézer szinterezésre fókuszálunk. Ezzel a módszerrel fémből vagy műanyagból lehet munkadarabokat gyártani. Szerintünk a lézer szinterezés a legígéretesebb opció az additív eljárások területén.
Ez hogyan működik?
Franz Öhlert: Amint a neve is mutatja, a lézer szinterezésben egy nagy energiájú lézersugarat használunk. Ez felhevíti a fémport egy meghatározott pontra, akár az olvadáspont fölé. Először egy vékony réteg fémpor kerül felhasználásra, a munkadarab ekkor még kisebb, ezután egy újabb réteg port szórunk ki és külön újra beolvasztjuk. Így a munkadarab rétegről rétegre épül fel. A végén a hűtött öntőformát eltávolítjuk és a maradék anyag felhasználható más munkadarabokhoz.
Miért érdekelt a Franke a 3D nyomtatás folyamatában?
Franz Öhlert: Folyamatosan kutatunk innovatív technológiák után, melyek lehetővé teszik, hogy a megrendelők szükségei szerint tudjunk tervezni. Jelenleg mindenki a könnyűsúlyú csapágyakról beszél, a 3D nyomtatás nagyon ígéretes ebből a szempontból.
Mi köze a 3D nyomtatásnak a könnyű súlyhoz?
Franz Öhlert: A könnyű súlyú tervezés alapvető kompetenciája, hogy elhagyja az anyagokat bárhol, ahol nem szükséges. A Franke tradicionális könnyű súlyú csapágyai pontosan itt kezdődnek. Bonyolult vizsgálatok és analízisek után, képesek vagyunk oly módon tervezni a drót csapágyaink párosított struktúráját, hogy az anyag és a vastagság találkozik a felhasználás terhelési helyzetével. Az anyagválasztást – gyakran alumínium – figyelembe kell venni. Azonban korlátozva vagyunk az alkatrészek geometriájának finomításában. Nem minden valósítható meg abból, ami a CAD kijelzőn jól mutat. A gyártási technológia korlátai és gazdaságosság gyakran megálljt parancsol. Az alkatrésznek megmunkálhatónak és a gyártásnak végül nyereségesnek kell lennie.
A 3D nyomtatás megkeverte a kártyákat. Az alkatrész réteges szerkezete teljesen új lehetőségeket nyújt a tervezésben. A belső méhsejtszerű lyukacsos szerkezet, a variálható falvastagság és még az anyagok keverése is lehetséges.
A csapágy terhelhetősége megszenvedi ezt?
Franz Öhlert: Nem. Itt jön képbe a Franke drót csapágyak ötletes alapelve. A csapágyak teljesítményét csak egy kis alkatrész befolyásolja a befoglaló szerkezetben. Alapvetően minden terhelést a drót csapágyak futó gyűrűi nyelnek el. Az bizonyos, hogy ezek a futó gyűrűk megfelelő vezető pályát kívánnak, de a kevert szerkezet textúrája és anyaga szabadon választható. A drót csapágyak így ideálisak 3D összetevőknek.
Hol találkozott a 3D nyomtatott csapágy lehetőségével?
Franz Öhlert: Már a kísérleti időszak legelejétől figyelemmel kísértük ezt az új technológiát. Az első próbálkozás is ígéretes volt. Láttunk olyan felhasználásokat, ahol a súly kritikus kérdés, takarékoskodni kell a hajtási energiával vagy speciális alapanyag szükséges. A cél területek a repülés, az autógyártás vagy az orvosi technológia. A 3-D-nyomtatott könnyű súlyú csapágyak javíthatják a HRC-robotok képességeit az emberi feladatok elvégzésének asszisztenciájához.