Kunsthochschule für Medien – Consumer 3D-Drucker

igu-award-adm | Juli 23, 2020

Es wurde ein Consumer 3D-Drucker entwickelt der nicht nur durch sein Design besticht, sondern vor allem durch neu entwickelte Kugelgelenke auf der Basis von Permanentmagneten und iglidur-F Gleitlagern überzeugen kann. Neben dem Einsatz von drei dryLin-W Profilführungen sind es vor allem die spielfreien Kugelgelenke die hier zu betrachten sind.

Bilder

Problem:
Bei der Konfiguration als Delta-Drucker sind dabei möglichst spielfreie Gelenklager unerlässlich um ein sauberes Druckbild zu erzeugen. Ideal wäre es außerdem den Werkzeughalter mit geringen Aufwand wechseln zu können, um mit dem Drucker auch einfache Gravier- oder Pick-and-Place Aufgaben zu Bewältigen. Problematisch ist zudem ein Maschinencrash: Oft verzieht sich das Gedruckte Objekt während des Druckvorgangs. Läuft der Druckprozess dann weiter, kann sich das Gedruckte Objekt mit der Geometrie des Druckkopfes verkeilen. In folge dessen kann es von Schrittverlust der Schrittmotoren bis zu einer Beschädigung der Maschine kommen.

Problemlösung:
Die Entwicklung der Kugelgelenklager löst alle drei Probleme auf einmal. Die Verbindung besteht aus einer 10mm Stahlkugel und einem iglidur-F Bundlager. Ein Permanentmagnet sorgt dafür, dass beide Elemente spielfrei zusammengehalten werden. Im Normalbetrieb sind die auftretenden Kräfte gering, kommt es jedoch zu einem Maschinencrash lösen sich die Gelenke von selbst. Der besondere Clou ist dabei die Fähigkeit der Maschine ihre eigene Zerstörung frühzeitig zu erkennen: Genutzt wird dabei die Eigenschaft der elektrischen Leitfähigkeit der iglidur-F Gleitlager. Alle Gelenklager sind elektrisch leitfähig miteinander Verbunden, löst sich ein Gelenklager kann dies von der Steuerung erkannt und der Druckvorgang abgebrochen werden.
Zusätzlich ist ein Werkzeugwechsel innerhalb von wenigen Sekunden durchführbar, da die Gelenke Manuel zu lösen sind.

Abstimmen

Für den ROIBOT Award 2019 suchten wir clevere Low-Cost-Robotics Anwendungen basierend auf igus® Komponenten mit einer schnellen Amortisationszeit. Wir danken allen Teilnehmern für die zahlreichen Einsendungen!