Estudi Bel, Arquitectura i Urbanisme SLP I+D – Großformatdrucker mit 800x600x700 cm Druckvolumen

igu-award-adm | Juli 23, 2020

Großformatiger Drucker StudiBel 3D 2.0 im Großformat von 800 x 600 x 700 cm Druckvolumen mit besonderen Merkmalen für erfahrene Anwender, die über das preisgünstige Kleinformat hinausgehen möchten. Der Drucker wird ausschließlich mit igus®-Komponenten als beweglichen Teilen entwickelt und gebaut. Er enthält: eckige Einzelschienenführungen in der Z-Achse, eckige Doppelschienen-Linearführungen mit Vierlagerschlitten, Kunststofflager in Spannern und Lagern, zylindrische und verstellbare drylin®-Lager in den Stahlachsen im Extruderkopf. Außerdem sind Trapezgewindespindeln mit Flanschmuttern für zwei Schrauben montiert. (In der aktuellen Version wird eine Gewindestange verwendet.)

Bilder

Problem:
Bei der zweiten Version des von uns entwickelten Druckers, dem StudiBel3D 2.0, lag der Schwerpunkt auf der Entwicklung eines XY-Systems mit möglichst geringem Gewicht und dem Verzicht auf alle schweren Massen in beweglichen Teilen (Motoren, Schienen und Lagern), um die Masseträgheit auf ein Minimum zu reduzieren und damit die Druckgeschwindigkeit zu erhöhen. Das Problem lag in den X- und Y-Achsen, die für große Formate (1.000 mm Schienenlänge) schwere extrudierte Aluminiumprofile erforderten, um die Verformung durch eine mittige Lasteinwirkung zu reduzieren. Dadurch nahm die Masse dieser Achsen jedoch zu. Wir entwickelten eine Lösung aus zwei gegenüberliegenden Motoren pro Achse und verwendeten zwei Schienen aus gehärtetem Stahl in der X- und Y-Achse. Die Welle dagegen konnten wir durch Verformung der gleichen Stäbe nicht reduzieren. Dies gelang auch nicht wegen der Torsion der Verankerung mit den linearzylindrischen Führungen, auf denen sie gleiten sollten. Wir fanden die Lösung in der eckigen Doppelschienenführung.

Lösung:
Das auf einer Doppelführung montierte eckige Lager bietet guten Widerstand gegen Lateraltorsion und garantiert damit weniger Verformung durch Lasteinwirkung in der Mitte des Extruders. Dadurch können wir dünne Stäbe verwenden, die leichter sind als das Aluminiumprofil. Gleichzeitig bietet diese Lösung eine hohe Gleitpräzision und ist beinahe wartungs- und komplett schmiermittelfrei.
Mit dieser Bauform konnten wir die Größenbeschränkungen beim 3D-Druck für nichtindustrielle Anwender bei geringen Kosten, hoher Präzision und großem Potenzial überwinden. Wir konnten dabei eine leistungsstärkere CNC-Elektronik mit einer 32-bit-Open-Source-Platine kombinieren.
Leistung, Präzision und geringer Wartungsaufwand für Heimanwender.

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