TH Köln sviluppa testine di stampa intelligenti per robot industriali

La nuova testina di stampa del laboratorio per i sistemi di produzione della TH Köln può essere installata su tutti i robot industriali disponibili sul mercato.
Secondo un comunicato stampa del TH Köln, molte aziende evitano di utilizzare i processi di stampa 3D nella produzione in serie. Si dice che la ragione di ciò siano i deficit nella stabilità del processo. Questi portano a fluttuazioni nella qualità dei prodotti e rendono non redditizio l’uso nella produzione di massa. Per superare i punti deboli del processo, il laboratorio per i sistemi di produzione della TH Köln ha sviluppato una testina di stampa supportata da sensori che monitora il processo di produzione e lo corregge se necessario.

“I sistemi di stampa 3D standard hanno solo un monitoraggio rudimentale del processo, come il controllo della temperatura dell’elemento riscaldante. Le fluttuazioni della qualità della materia prima non possono quindi essere compensate e portano immediatamente a difetti dei componenti. Il risultato di stampa desiderato non può essere riprodotto in modo affidabile, motivo per cui la produzione in serie è possibile solo se si accetta un livello molto elevato di scarti “, spiega Tilmann Spitz del Laboratory for Manufacturing Systems.

Monitoraggio del processo durante il processo di stampa
Il laboratorio ha quindi sviluppato una testina di stampa intelligente che monitora le proprietà del filamento durante la stampa. Se si verificano scostamenti nei parametri esaminati come velocità di avanzamento, resistenza di trasporto o sezione del filo, il sistema avvia automaticamente l’ottimizzazione del processo o in caso di errori gravi provoca un arresto della produzione. Poiché la testina di stampa si calibra da sola, l’impostazione complessa e soggetta a errori da parte dell’operatore non è necessaria.

“La nostra testina di stampa è un kit di retrofit economico che può essere installato su tutti i robot industriali disponibili sul mercato. La produzione additiva è possibile con le macchine esistenti e non è necessario acquistare un costoso sistema completo “, afferma il responsabile del laboratorio Prof. Dr. Ulf Mueller.

L’estrusore esamina il materiale prima della stampa
Il filamento rappresenta un fattore di costo significativo nella produzione.Molti produttori offrono i propri sistemi di cartucce e materiali di stampa ottimizzati per la rispettiva stampante. Le materie prime indipendenti dal produttore riducono i costi, ma non funzionano su tutti i sistemi di produzione in termini di temperatura e sezione trasversale.

“Il nostro estrusore di nuova concezione adatta il processo alle specifiche del rispettivo filamento. Ciò significa che anche i materiali di stampa di altri produttori possono essere elaborati in alta qualità “, afferma Spitz.

L’attuale testina di stampa è stata creata in un progetto di ricerca e attraverso il lavoro degli studenti. Il primo dimostratore è stato il risultato del progetto “IntelliExtruder”, che il laboratorio ha svolto insieme a GRIP GmbH Handling Technology fino all’inizio del 2018, dimostrando così la fattibilità di base del concetto. “Su questa base, gli studenti del laboratorio hanno ottimizzato la struttura meccanica, la programmazione e gli algoritmi in un totale di sette tesi di laurea e tre tesi di master, in modo che ora abbiamo un sistema che è vicino ad essere pronto per il mercato”, dice Müller.

Il progetto di ricerca “IntelliExtruder – Testina di stampa 3D con calibrazione e regolazione automatica” è stato finanziato dal Central Innovation Program for PMI (ZIM) del Ministero Federale dell’Economia e dell’Energia. Al TH Köln era nel laboratorio per i sistemi di produzione del Prof.Dr. Ulf Müller fa parte della Facoltà di Impianti, Energia e Sistemi di Macchine.

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