PŘÍPADOVÉ STUDIE

3D tisk není pouze výsadou designérů a hobby uživatelů. Aplikace inovativních materiálů Fillamentum Industrial a investice do 3D tisku přináší časovou a především finanční úsporu ve všech průmyslových odvětví.

PŘÍPADOVÁ STUDIE

VYUŽITÍ MATERIÁLU FLEXFILL PEBA 90A V TECNOFAB DEFAM RESEARCH GROUP

Výzkumná skupina TECNOFAB-DEFAM je součástí Katedry strojního inženýrství Katalánské polytechnické univerzity. Tým pracuje na mechanické charakterizaci 3D tiskových filamentů společnosti Fillamentum jako jsou například PLA, ABS, Timberfill® a některé typy Flexfillů.

Cílem konkrétně této případové studie je definovat kvalitativní vlastnosti materiálu Flexfill PEBA 90A, což je flexibilní filament na bázi polyether-blokového amidu. Jedná se o kopolymerní materiál s termoplastickými i elastomerními vlastnostmi. PEBA 90A je certifikována pro styk s potravinami a pokožkou a udržuje si své mechanické vlastnosti i při velmi nízkých teplotách (až -40 °C). I z tohoto důvodu se studie zaměřuje na dvě různé aplikace: spojovací prvek u lyžařských bot a stélka do obuvi.

ZAPÍNÁNÍ LYŽAŘSKÝCH BOT

Mezi hlavní výhody Flexfillu PEBA 90A patří funkčnost při nízkých teplotách s vysokou odolností proti nárazu jako tomu bývá právě při lyžování. Jednou z aplikací je proto použití filamentu pro tisk spojovacího prvku lyžařských bot (obrázek 1), které musí odolávat nízkým teplotám a musí být odolné při kontaktu. Tento materiál navíc vykazuje dobrou pružnost, která je pro tuto aplikaci vyžadována.

STÉLKY DO BOT

Tiskárnou použitou pro oba objekty byl Ender-3 Pro se zrcadlovým ložem. Pracovní teplota byla nastavena na 245 °C a teplota podložky na 60 °C.

Flexfill PEBA 90A splňuje všechny podmínky, které obě aplikace vyžadovaly, kromě toho Flexfill PEBA je recyklovatelný materiál. To je velice důležitý fakt, protože cílem 3D tisku je snížit dopad na životní prostředí, toho lze dosáhnout použitím nových materiálů s pokročilými vlastnostmi. Navíc bylo prokázáno, že 3D tisk šetří čas, snižuje odpadovost a také náklady.

ZKOUŠKA TAHEM

Za účelem prokázání tahových vlastností tohoto filamentu byly provedeny dva testy podle dvou různých standardů: ASTM D638 - Standardní zkušební metoda pro tahové vlastnosti plastů a ASTM D412 - Standardní zkušební metoda pro vulkanizovanou gumu a termoplastické elastomery: Tension. Z údajů získaných v tahových zkouškách byly zpracovány, odvozeny a podrobeny ANOVA dvě mechanické vlastnosti (Youngův modul a mez kluzu. Obě byly provedeny za normálních podmínek.

1. ASTM D638

První zkouška tahem byla provedena podle normy ASTM D638 a rozměry vzorku, které stanoví, jsou uvedeny na plánu na obrázku 4.

Konkrétní rozměry části vzorku, která je testována, jsou v tabulce 1:

První zkouška tahem byla provedena podle normy ASTM D638, konkrétně pro plasty. Získané výsledky jsou uvedeny v tabulce 2:

Výsledky uvedené v tabulce 2 ukazují, že kombinace parametrů, která vede k vyššímu Youngovu modulu (42,55 MPa) při použití normy ASTM D638, je 75% hustota výplně a výška vrstvy 0,3 mm.

2.         ASTM D412

Druhá zkouška tahem byla provedena na základě normy ASTM D412, která je specifická pro termoplastické elastomerní materiály. Sledovaný rozměr je uveden na obrázku 5 a v tabulce 3.

Výsledky jsou uvedeny v tabulce 4.

Pokud je použitým standardem ASTM D412, pak kombinace parametrů, která vede k vyššímu Youngovu modulu (46,28 MPa), je 75% hustota výplně a výška vrstvy 0,1 mm. Ačkoli se tento standard nepoužívá pro většinu článků publikovaných vědci v tomto oboru, jeho použití by se doporučilo pro material Flexfill PEBA 90A, protože je specifické pro vulkanizované kaučuky a termoplastické elastomery.

CHARPYHO TEST

Pro otestování rázové odolnosti tohoto materiálu byl proveden Charpyho test podle specifikací normy ISO 179. Vzorek má rozměry uvedené na obrázku 6.:

Podmínky tohoto testu byly provedeny na zmrazeném vzorku při -20 °C a výsledkem bylo, že se nerozbil.

VYUŽITÍ MATERIÁLU FLEXFILL TPU 98A PRO TISK POGUMOVÁNÍ NA BLUETOOTH BEACON MAJÁKY

Filamenty od Fillamentum jsou distribuovány do celého světa. Tentokrát se podíváme do Austrálie, na produkty společnosti Dureco. Pro svůj projekt si Dureco vybralo Flexfill TPU 98A. “Potřebovali jsme vytvořit pogumovaný elektronický maják Bluetooth beacon, který musí mít dlouhou životnost, přičemž bude sloužit v dolech a na staveništích. Musí být pogumovaný a musí se dát přemístit a servisovat,“ vysvětluje Tomáš Bláha, generální manažer v Dureco.

K dosažení toho všeho bylo nutné mít kovové tělo a montážní konzolu. Problém s používáním kovových krytů pro zařízení, jejichž hlavní funkcí je vysílat rádiový signál, je ten, že nefunguje příliš dobře. Z tohoto důvodu jsou antény namontovány mimo kovové kryty.

Výsledkem bylo kovové tělo a plastová horní část, aby se zabránilo stínění signálu a umožnilo správné rozložení rádiového signálu.

Výběr materiálu

To bylo pro Dureco velice zajímavou zkušeností. "Hledali jsme a zajímalo nás, co si ostatní představují jako robustní průmyslové majáky. Pouzdro majáku je většinou vyrobeno z ABS a utěsněno tak, aby chránilo před povětrnostními vlivy, “popisuje pán Bláha.

To je přesně ten případ, kde aditivní výroba zrychluje vývoj a poskytuje platnou zpětnou vazbu, protože člověk je schopen rychle vyrobit prototypy z různých materiálů.

Jako první se prototypovalo z materiálu ASA. V zásadě má tato struna stejné vlastnosti jako ABS a také se používá k výrobě vstřikovaných výrobků. Dureco používá filament od společnosti Fillamentum. Vysoká kvalita a široký výběr různých materiálů a barev z něj činí skvělou volbu pro prototypování.

"Zjišťovali jsme, kde byl mohl být problém. Použití tohoto materiálu pro předmět určený k montáži v drsném prostředí s potenciálními úlomky létajícími ze strojů a kol vozidel by v nějakém časovém rámci rozbilo kryt a následně mohlo poškodit elektroniku atd., Když se podíváme na pneumatiky vozidel, a to kolik zátěže vydrží… “popisuje Tomáš Bláha a pokračuje: „Flexfill TPU 98A od Fillamentum je pro tisk právě takovýchto objektů a my jsme se rozhodli otestovat zda je pro tento účel vhodný. Materiál se vyznačuje vysokou odolností proti nárazům a poškození a relativně snadným použitím. Navíc s dobrým designem jsou díly dostatečně tuhé. “

Nízkoobjemová produkce

Po montáži a testování průniku vody dosáhlo testování mechanické odolnosti bodu, ve kterém je firma Dureco schopna provozovat nízko objemové výroby kombinací klasických CNC a aditivních výrobních procesů.

Zdroj: Rugged Bluetooth Beacon – Dureco

Přestože je ASA předurčena pro venkovní použití a lépe odolává UV záření, v tomto případě společnost Dureco potřebovala materiál, který se používá v drsném prostředí, kde by kola strojů a vozidel mohla prasknout v krytu a ohrozit elektroniku. Bylo velmi důležité zvolit materiál, který je odolný proti opotřebení, oděru a nárazům. Flexfill TPU 98A dokonale splňuje všechny uvedené požadavky.

Celá tabulka srovnání jednotlivých materiálu je k nahlédnutí na našich webových stránkách:

Využití materiálu Nylon CF15 Carbon pro tisk ozubeného planetového kola

Štepánek3D se specializuje na modelování, výrobu a poradenství v oblasti 3D tisku. A právě aditivní technologie (3D tisk) se v posledních letech začínají stále více prosazovat při použití dílů přímo v zařízeních, - což dokazují i ​​každoroční studie např. od Wohlers Report, Researchgate nebo Sculpteo.

Planetové vnější ozubené kolo bylo vyrobeno jako náhradní díl a dodáno do 24 hodin na základě fyzického modelu. Reverzním inženýrstvím byl vytvořen přesný digitální 3D model. V dalším kroku byl zvolen vhodný materiál a technologie.

Při výrobě byla použita technologie tavení plastové struny FDM a kompozitní materiál Fillamentum Nylon CF15 Carbon s příměsí 15% uhlíkových částic, které zajistily vysokou tuhost a pevnost planetového kola.

Jedná se o 100% funkční náhradu původního strojově obráběného hliníkového kola.

Díky nízké hustotě kompozitu 1,08 g / cm3 vs. 2,7 g / cm3 hustoty hliníku a použitím optimální vnitřní výplně, jsme dosáhli snížení hmotnosti o více než 60% původní hmotnosti, při zachování funkční pevnosti a tuhosti.

Podobné díly Štěpánek3D vyvíjí ve spolupráci se svými klienty. Vzhledem k tvarové složitosti a relativně nízkému výrobnímu množství je 3D tisk nejvhodnější pro výrobu z hlediska nižších výrobních nákladů, krátkého času dodání a redukce hmotnosti.

Zdroj: https://stepanek3d.sk/portfolio-item/ozubene-planetove-koleso/

Společnost KES - kabelové a elektrické systémy spol. s r.o. byla založena v roce 1992 se sídlem ve Vratimově u Ostravy. Na výrobní ploše cca 10.200 m² společnost produkuje přes 1400 druhů kabelových svazků pro automobilový a elektrotechnický průmysl. Firemní výrobky jsou součástí úspěšných automobilových značek, např. Audi, Bentley, BMW, DAF, Daimler, Ferrari, Ford, Lamborghini, Land Rover, MAN, Nissan, Opel, Rolls-Royce, Seat, Škoda, Volvo, VW a dalších.

Filamenty Fillamentum společnost používá na 3D tisk testovacích modulů nebo přípravků pro potisk konektorů. Kontruktér, pan inženýr Jošek, nám zodpověděl několik otázek a vysvětlil, k čemu přesně tuto technologii ve firmě využívá.

Proč jste daný díl vytiskl na 3D tiskárně, jaký byl hlavní důvod?

U všech dílů (prototypů i funkčních kusů) se jedná především o finanční úsporu. Nemáme vlastní obráběcí stroje a navržené díly si necháváme vyrábět externě – to přináší i časovou prodlevu. Funkční díly jdou co nejdříve do výrobního procesu, pokud jde o prototyp, na vytisknutém dílu si ověříme funkčnost a následně zadáme externí výrobu např. z nerezové oceli.

Na co se vytištěné díly používají?

Přípravek pro bandáž vodičů textilní páskou

Přípravek slouží ke strojovému zabandážovaní vodičů v přesné vzdálenosti od konektoru. Přípravek na fotce je určen pro celkem 3 bandáže v různých vzdálenostech. Posuv na lineárním vedení je fixován pneumatickými válečky. Založení konektoru a posuv se provádí ručně. Stroj dodala firma Kabatec, přípravek je naše konstrukce.

Přípravek pro potisk konektoru

Inkoustovým tiskem tiskneme na konektor informace dle požadavku zákazníka – např. číslo svazku, revize, datum a čas výroby. Pracovnice vloží konektor do zakladače, dojde k zaaretování konektoru pneumatickými válečky a spustí se tisk. Tisková hlava je poháněna pneumaticky a je uchycena k lineárnímu vedení. 3D tiskem jsou vyrobeny zakladač konektoru, konstrukce pro pojezd tiskové hlavy a kryty elektroniky.

Chránič nástrojů

Tyto nástroje se používají na lisování kontaktů na vodiče, ať na ručních nebo automatických lisech firmy Komax. Hlavní funkce tištěných dílů je, že zabraňují narážení lisovací hlavy do kovadlinky při skladování a manipulaci, a zároveň chrání obsluhu před poraněním prstů při přenášení nástroje ze skladu na pracoviště (hrozilo skřípnutí prstů mezi lisovací hlavu a kovadlinku). Dodatečná funkce je označení stavu nástroje.

Testovací modul

Testovací moduly slouží ke kontrole kvality a funkčnosti svazku (elektrický test, test těsnosti, detekce aretace, zkouška vytlačováním kontaktu z konektoru – tzv. push-back test – kdy kontakt musí vydržet určitou sílu vytlačování), případně v něm dochází k úkonům, které jsou součástí montáže (např. zavírání aretací konektorů, označení OK kusu apod.).  Celý svazek se testuje na desce, na které je namontováno několik modulů. Každý modul je určen pro nějaký typ konektoru nebo vykonává určitou funkci. Modul na fotce je určen pro push-back test. Po vložení konektoru do modulu dojde k zaaretování pneumatickými válečky. Vytlačovací jehly (push-back probes) pneumaticky přijedou a pokud dojde k sepnutí jehel, výsledek je OK. Po testu celého svazku jsou komponenty uvolněny – odaretovány.

Jak se Vám tisklo z našich materiálů? Z jakých materiálů tisknete?

Tiskneme z CPE HG100 (Black Soul a Ghost White), ASA Extrafill (Natural a Traffic White), Flexfill TPU 98A (Luminous Green, Signal Yellow a Signal Red) a HIPS (Natural).

Velkou pomocí jsou návody pro tisk jednotlivých materiálů. Testování nových materiálů jde hned snáz. Struna nikdy nebyla ohnutá nebo zalomená, konec struny se z cívky vždy bez problému vyháknul (ale pro jistotu ho co nejvíce zkracujeme). Materiál CPE i Flexfill má výbornou soudržnost mezi vrstvami, Flexfill velmi dobře drží na podložce, CPE je výborný pro „bridging“. K materiálům ASA a HIPS si člověk musí najít cestu. Jakmile vyladí proces tisku, tisknou se skvěle. Máme skleněnou podložku, pro nízké teploty používáme 3Dlac a pro vysoké Dimafix.

Co Vás nejvíce baví na značce Fillamentum? Proč jste si vybral naše filamenty?

Rád sleduji případové studie na webových stránkách. Je to dobrá inspirace, jak využít 3D tisk i jednotlivé materiály. Například článek o pneumatickém šroubováku – jakmile bude prostor k tisku, určitě zkusíme pneumotor vytisknout. Protože naše 3D tiskárna vyžaduje průměr filamentu 2,85 mm, máme výběr výrobců omezený. Fillamentum má širokou nabídku materiálů a barev i v méně rozšířeném půměru 2,85 mm. Dalšími kritérii byly cena a dostupnost.

Více o materiálech Fillamentum a Fillamentum Industrial naleznete zde.

Případová studie:

Využití materiálu Vinyl 303 ve společnosti Rolls-Royce Plc.

Společnost Rolls-Royce Plc. zahájila spolupráci se společností Fillamentum s cílem zefektivnit výrobu a snížit náklady. Rolls-Royce používá širokou škálu různých nátěrových systémů k ochraně před teplem, erozí a dalšími okolními vlivy. Ročně se zde vynakládá na výzkum a vývoj více než 1 miliarda GBP. Část těchto peněz se používá na vývoj a testování nových nátěrových systémů pro použití na tryskových motorech.

Masky pro termální nástřik zkušebních vzorků

Rolls-Royce Plc. produkuje velké množství testovacích “kupónů” potažených v určitých oblastech povlaky za použití masek, které zabraňují ukládání povlaků tam, kde se nesmí objevit. K nanášení těchto povlaků se obvykle používá plazmové stříkání, a tudíž musí být masky odolné vůči vysokým teplotám plazmového plamene.

„Vždy se ujistíme, že otáčky na rotujícím kruhu mají dostatečnou rychlost, aby plamen nezůstával příliš dlouho na jednom místě." Během této doby stříkáme kovový nebo keramický prášek na kovové substráty a potřebujeme zakrýt místa, kde nános být nemá. “ vysvětluje Dr. Grant Gibson BEng, materiálový technolog, povrchové inženýrství v Rolls-Royce Plc. Teplota na povrchu vytištěného PVC dosahuje během nánosu prášku přibližně 300 °C - 400 °C po dobu přibližně 2 sekund. Počáteční pokus byl zaměřen na replikaci nejhoršího scénáře, kdy byl předmět vytištěný z Vinylu 303 vystaven plné síle plazmového plamene a zůstal nepoškozen.

"Tento fakt nám nyní umožňuje dále rozvíjet myšlenku a v budoucnu použít více PVC masek, zejména pro zakázkové testovací kupóny, kde by kovová maska byla drahá, a navíc i drahé kovové masky se časem také opotřebují.“ říká Dr. Gibson a dodává „Použití filamentu Vinyl 303 otevírá možnost vytvářet levné krycí masky s flexibilitou designu, kterou 3D tisk nabízí. To znamená, že produktivita a snížení nákladů lze zlepšit,

Přehled požadavků na materiál

• Samozhašivost

• Odolnost vůči vysokým teplotám – plazmové stříkání se používá k nanášení povlaků. Masky musí přežít vysoké teploty ze samotného plazmového plamene (až do 400 ° C).

• Tvrdost

• Odolnost, trvanlivost materiálu

Vinyl 303  (Polyvinylchloride)

Komoditní plast ve formě 3D tiskového filamentu byl vyvinut ve spolupráci s experty z Resitech Germany GmbH, dceřinky společnosti Westlake Chemicals Group.

Vlastnosti

•       Samozhašivost

•       Tvrdost

•       Nárazuvzdorný

•       Odolnost vůči zatížení

•       Výborná chemická odolnost

•       Elektrický izolant

Více o Fillamentum Industrial:

https://fillamentumindustrial.com/vinyl-303

https://instagram.com/fillamentumindustrial/

https://facebook.com/fillamentumindustrial/

https://twitter.com/Fillamentumindu

https://linkedin.com/company/fillamentum-industrial

Společnost Wibit Sports navrhuje zábavní vodní parky a tiskne jejich modely v měřítku 1:50! O celém projektu jsme si popovídali s hlavním designérem společnosti, panem Jamesem Harrisonem.

Proč Vaše společnost začala s 3D tiskem?

Když jsem začal pracovat pro Wibit Sports jako Chef Designer byla pro mě výzva zrealizovat své projekty a vzniklé nápady a idey prezentovat obchodníkům a majiteli společnosti. Vyžádal jsem si malou mistnost a pořídil první 3D tiskárnu. Fillamentum prezentuje své struny na webu a tak jsem poprvé poznal i tuto značku. Barvy filamentů perfektně korespondují s korporátními barvami Wibit Sports. Volba byla tedy jasná.

Jednalo se tedy o vyřešení nějakého problému?

Nedá se mluvit o problému. Spíše o prostředku k dosažení cíle. Vyvíjíme všechny naše produkty od prvních nákresů na papír a nyní je dokážeme rychle převést do 3D modelů v měřítku.

Můžete nám projekt blíže demonstrovat?

Modely v měřítku 1:50, které vyrábíme, vznikly, když jsem si myslel, že by bylo zajímavé mít všechny produkty v této velikosti – něco jako je sada Lego -, můžeme tak vyzkoušet různá uspořádání parků. Je to rychlejší než dělat vše v CADu a také lepší jak pro interní diskuse, tak diskuze s klienty o nových uspořádáních a nových rozvrženích. Navrhl jsem způsob propojení modulárních dílů spolu s magnety, takže je možné rychle a snadno vyzkoušet různá uspořádání. Je to skvělé pro prezentaci naším zákazníkům a plánování našich parků pro různé aplikace.

Můžeme tento proces nazvat prototypováním? Vznikají Vám nějaké časové nebo finanční úspory?

Není to opravdu prototypování jako takové, i když používáme tiskárny a produkty Fillamentum i pro jiné věci, což je více jako prototypování. Pracoval jsem s materiálem Flexfill TPU pro prototypování silikonových a pryžových výrobků. Funguje to opravdu dobře, i když jsem si musel pohrát s nastavením na tiskárně, abych dosáhl správných výsledků.

Jak se Vám tiskne z našich filamentů?

Myslím, že kvalita Fillamentum je bezkonkurenční. Během posledních 1,5 let jsem vyzkoušel tři další výrobce, ale Fillamentum je moje volba číslo jedna. Můžete to nazvat věrností značce, ale Fillamentum je super spolehlivé za skvělou cenu – co víc si můžete přát?!

Tiskli jste pouze z PLA Extrafill nebo jste použili i jiné materiály?

Používáme hlavně PLA Extrafill, ale experimentoval jsem s průhledným materiálem – ten byl opravdu skvělý! Barevná jasnost neonového rozsahu je také skvělá. Chci v budoucnu vyzkoušet materiály řady Timberfill a další typy produktů od společnosti Fillamentum. Myšlenka, že mohu tisknout a pracovat s různými materiály, mě velmi zajímá.

PLA Extrafill

• Snadné zpracování

• Nejlepší volba pro hobby uživatelé

• Vysoká kvalita tištěného předmětu i v detailech

• Recyklovatelné, netoxické, bez zápachu

Více o společnosti Wibit Sports naleznete na:

https://www.wibitsports.com/

https://www.facebook.com/wibitsports/

https://www.linkedin.com/company/wibit-sports-gmbh/

https://www.instagram.com/wibit/

Případová studie: Využití materiálů Flexfill TPU 98A a PLA Extrafill ve společnosti Meopta-optika

Meopta je nadnárodní společnost působící v oblasti výzkumu a vývoje, v konstrukční činnosti a ve výrobě optických i mechanických součástí a jejich montáží. Díky zavedení aditivní technologie mohou konstruktéři a designéři společnosti ušetřit náklady, zefektivnit výrobu a zjednodušit práci svým kolegům.

prototypování gumových Očnic

Meopta používá 3D tisk a materiál Flexfill TPU 98A pro prototypování gumových očnic, které jsou součástí dalekohledů pro sportovní optiku. Díky aditivní technologii si může společnost odzkoušet různé variace tvarů a teprve až po schválení toho nejelegantnějšího a zároveň funkčního prototypu jsou očnice vyrobeny standardní metodou odlévání. Jedná se zde o časovou i finanční úsporu.

Flexfill TPU 98A:

• Semi-flexibilní vysoce kvalitní filament

• Skvělá přilnavost mezi vrstvami a k podložce

• Nízká deformace

• Odolný vůči olejům

• Stálost barev, odolný vůči UV záření

• Recyklovatelný, bez obsahu BPA a styrenu, téměř bez zápachu

Montáže na puškohledy

Součástí prezentačního materiálu společnosti Meopta jsou i dřevěné pažby, které slouží k upevnění dálkových puškohledů. 3D tisk je i zde využit, a to jako možné řešení pro výrobu montáží k upínání puškohledů k pažbám. Tyto jsou prezentovány na výstavách a veletrzích po celém světě, kde má zákazník možnost vyzkoušet upnutí libovolných puškohledů Meopta. Zajímavostí je, že celá montáž se tiskne najednou i se všemi mechanickými prvky, což by jinak než pomocí 3D tisku možné nebylo.

PLA Extrafill

• Snadné zpracování

• Nejlepší volba pro hobby uživatelé

• Vysoká kvalita tištěného předmětu i v detailech

• Recyklovatelný, netoxický, bez zápachu

Vaničky na čočky

Jedná se o aplikaci pro výrobu prototypu prolisů pro manipulaci a skladování různých tvarů čoček, se kterými se v Meoptě manipuluje ve stovkách, snad i tisících. Na výtisku si vývojovi inženýři a designéři tohoto prolisu vyzkouší, zda čočky dobře zapadají do nádobky a lze je z nádobky lehce vyjmout. Pokud ne, může designér obratem udělat konkrétní změny a prolis opět během několika hodin vytisknout. Po nalezení vyhovujícího tvaru prolisu se přistoupí k tvorbě kovové formy, která je vzhledem k tvaru mnohonásobně cenově náročnější. Pomocí této formy se pak vytváří prolisy na čočky pro sériovou výrobu. Tímto způsobem Meopta minimalizuje chybu špatného tvaru drahé formy.

CPE HG100

• Snadný a čistý 3D tisk bez deformací

• Vyšší tvrdost a vysoká rázová pevnost

• Vysoká pevnost v tahu a teplotní odolnost

• Šetrnost vůči životnímu prostředí, bez BPA

• Bez nepříjemného zápachu a výparů během tisku

• Skvělá soudržnost vrstev a přilnavost k dalším materiálům při vícemateriálovém 3D tisku

• Výborná průsvitnost tenkých vrstev

• Chemická odolnost

Sledujte Fillamentum:

https://fillamentumindustrial.com

https://facebook.com/fillamentumindustrial/

https://instagram.com/fillamentumindustrial/

https://twitter.com/Fillamentumindu

https://www.linkedin.com/company/fillamentum-industrial

Sledujte Meoptu:

https://www.meopta.com/cz/

https://www.facebook.com/MeoptaOptika/

https://www.linkedin.com/company/meopta-optika-s.r.o./

Případová studie:

Využití materiálu Nylon AF80 Aramid v Geologickém ústavu AVČR

Není novinkou, že 3D tisk má své uplatnění v oborech jako je automobilový či obalový průmysl. Tentokrát se ovšem osvědčil i ve velmi specifickém a náročném oboru jako je geologie. Tomáš Feřtek, výzkumný inženýr oddělení fyzikálních vlastností hornin v Geologickém ústavu AVČR, využívá 3D tisk v prvé řadě pro výrobu mechanických držáků snímačů, těla samotných snímačů a motorků do vysokotlaké komory.

Geologický ústav jako jeden z prvních testoval nový materiál Nylon AF80 Aramid. S panem Feřkem jsme probrali kvalitu materiálu a samotného tisku.

Proč jste daný díl vytiskl na 3D tiskárně a jaký byl hlavní důvod?

Hlavní důvod je cena vytištěného dílu versus dílu vyrobeného na CNC. Rozdíl je extrémní. Druhý hlavní důvod je, že můžeme díly optimalizovat a modifikovat. Pokud chceme vyzkoušet nové snímače, můžeme si rychle a levně vyrobit odpovídající díl a nemusíme ho draze nechávat vyrábět externí firmou.

Na co se daný díl přesně používá?

Díly se používají na měření seismických vln na koulích z hornin ve vysokotlaké komoře. Díly jsou celkem tři. Dvě “pacičky“ ve kterých jsou umístěné snímače a držák motorku, který přitahuje pacičky k sobě což způsobí přitlačení snímačů ke kouli. Na držáku motorku je umístěn i lineární potenciometr, který plní funkci čidla přitažení. V této aplikaci pro nás bylo důležité pevnost materiálu, odolnost proti oděrům a chemická odolnost. Všechny tyto vlastnosti zvolený materiál splňuje.

Jak se vám tisklo z našich materiálů?

Z materiálu se mi tisklo výborně, materiál vytváří krásné spojité vrstvy. Díl poté vypadá esteticky velice pěkně. Obecně filamenty s příměsí vytvářejí krásný, matný a spojitý povrch. Nedoporučoval bych tisk na běžný tiskárnách ale spíše na profesionálních tiskárnách s vyhřívanou komorou. Tisknu ho se stejným nastavením jako ABS, akorát teplotu podložky mám 140 °C. To, jak materiál nestringuje mě opravdu překvapilo. A i když se objeví nějaké stringování, jde od modelu lehce odloupnout. Také je důležité používat správné adhezivní lepidlo. Chladnutí výtisku by mělo být pozvolné, aby se díl nedeformoval příliš prudkým poklesem teploty.

Vznikla vám díky 3D tisku časová nebo finanční úspora?

Časová úspora může být týden až 14 dní. Finanční úspora je velká.

Co Vás nejvíce baví na značce Fillamentum, popř. proč jste si nás vybral?

Vybrali jsme si firmu Fillamentum, protože je to česká firma, která vyrábí široké portfolio specializovaných materiálů a klade důraz na kvalitu jejich produktů.

Případová studie: Využití CPE HG100 a PLA Extrafill

"Výhody 3D tisku jsou zřejmé a pro naši firmu mají čím dál větší význam. Obzvláště v případě automobilového průmyslu, kdy je nutné na požadavky zákazníka reagovat velmi pružně." říká procesní inženýrka firmy Fremach, Miroslava Přibylová.

1)        PROTOTYPOVÁNÍ S CPE HG100

Pro společnost Fremach je důležité před sériovou výrobou vyzkoušet funkčnost lakovacích a laserových přípravků. Lakovací přípravky se používají pro usazení dílů před samotným lakováním tak, aby některé části dílů byly skryty a nedošlo k jejich přelakování (funkční části nebo části, které jsou pak po vylaserování symbolu prosvětlovány).

Během prototypování jsou díly vystaveny po několik hodin až cca 80 °C a aby se přípravky úplně nedeformovaly je použit filament CPE HG100. Také je nutné, aby díly na lakovacích přípravcích dobře držely a při lakování nespadly. A právě díky 3D tisku mohou konstruktéři odhalit nedostatky ještě před tím, než se začne vyrábět forma pro sériovou výrobu zmíněných přípravků.

Velikou výhodou tohoto procesu je finanční a časová úspora. Náklady na opravy forem jsou vysoké, časově náročné a mnohdy ve spojení s tvorbou bezpečnostních zásob. Další z mnoha výhod 3D tisku je, že se v průběhu předsérie často ladí ještě samotný díl zákazníka a změny mohou mít vliv na usazení v přípravcích. Jelikož se vytištěné přípravky dají lehce upravit mohou být nové vzorky pro zákazníka bez oddalování vyrobeny.

2)        NÁHRADA KOVU ZA POUŽITÍ CPE HG100 A PLA EXTRAFILL

Zde se jedná o tisk kovového přípravku pro ukotvení dílů určených k laserování symbolů (většinou tlačítka díky kterým pak v autě vidíme, jakou funkci máme zvolit pro použití klimatizace, navigace, rádia apod.)

Pozice symbolů musí být přesná v toleranci ± 0,1 - 0,25 mm. I v tomto případě přinesl 3D tisk do výroby časovou, a hlavně obrovskou finanční úsporu.

Odhadovaná cena výroby kovového přípravku při laserování je cca 4000 Kč (160Eur), přičemž vytištěný přípravek odpovídá váze 100g filamentu, který vychází na cca 80Kč (3 Eur). Úspora tvoří neuvěřitelných 98% nákladů. Navíc vytištění laserovacího přípravku pro ukotvení dílů je možné během jednoho dne. V případě, že je potřeba laserovací přípravek ještě nějak doladit, je mnohdy možné lehce upravit již vytištěný nebo po úpravě 3D návrhu vytisknout ihned nový.

3)        MĚŘÍCÍ PŘÍPRAVKY ZA POUŽITÍ CPE HG100 A PLA EXTRAFILL

Ve třetím případě zavedení 3D tisku ve společnosti Fremach jde o rychlou výrobu měřících přípravků, které zabezpečí vhodné uložení dílu při měření dle výkresu (správné natočení dílu během měření).

Měřící přípravky jsou potřeba ke správnému uložení dílu při měření převážně vylaserovaných symbolů. Díl musí být natočen stejně, jak udává výkres. Také je důležité myslet na otvory v měřícím přípravku, které umožní v případě potřeby dostatečné podsvícení symbolu při měření. 

Odhad ceny menšího přípravku na měření je také cca na 4000 (160Eur). Přípravek na měření má 50 g, což odpovídá hodnotě filamentu asi 40 Kč (1,5Eur).

Případová studie: Využití materiálu Flexfill TPU ve firmě Continental Automotive

Konstruktérům v jičínském závodě značky Continental se daří urychlovat výrobu s na míru vytištěnými díly pro montážní roboty. Díky dostupným 3D tiskárnám a spolehlivým materiálům Fillamentum vznikají prototypy i funkční díly v násobně kratším čase, než je při zapojení tradičních metod obrábění či ve spolupráci s externími dodavateli. Návratnost investice do stolních 3D tiskáren a materiálů je přitom velmi rychlá.

PŘÍPADOVÁ STUDIE #1

I další z ukázkových projektů se týkal robotického manipulátoru, avšak tentokrát ocelové čelisti opakovaně přenášely dvě velmi lehké kovové součástky vážící pouhých několik gramů. Teprve využití pružných dosedacích vložek zvýšilo spolehlivost úchopu tak, aby se lehké díly uvnitř čelistí při dynamické manipulaci samovolně nepohybovaly. Zatímco EPDM pryž vydržela po několik set přenášených dílů, vytištěné vložky z Flexfillu slouží spolehlivě dodnes – a zatím opět bez znatelného opotřebení.

PŘÍPADOVÁ STUDIE #2

Vůbec první nasazení výtisků z pružného materiálu Flexfill TPU 92A směřovalo na dosedací plochy čelistí robota, který manipuluje s převodovkami na montážní lince. Za den přesune okolo 7000 dílů, každý váží okolo půl kilogramu. Uchopení každé převodovky obstarává pevná ocelová čelist s pryžovými vložkami, které zabraňují poškození povrchu. Nicméně vložky z EPDM se po spuštění sériové výroby velmi rychle opotřebovávaly a po třech týdnech už byly poškozené tak, že docházelo i ke sporadickému upuštění přenášeného dílu. Protože náhradní vložky nebyly rychle dostupné, vytiskl Jan Blepta náhradní z materiálu Flexfill – i s výstupky na vztyčných plochách pro zvýšení spolehlivosti úchopu robotickou čelistí. Ani po pětiměsíčním každodenním využití v sériové výrobě na nich není patrné opotřebení.

PŘÍPADOVÁ STUDIE #3

Když se Flexfill osvědčil na projektech adhezivních vložek, rozhodl se jej Jan Blepta s úspěchem využít i při výrobě elektrických vakuových pump. V rámci montáže je třeba namazat hřídele elektromotorů, jsou tedy nořeny do zásobníku s olejem. Pružná stěrka při vysouvání hřídele zajistí, aby na součástce zbyla pouze tenká vrstva oleje a přebytečné mazivo zůstalo v zásobníku. I toto těsnění se stěrkou bylo vytištěno z Flexfillu a zatím velmi dobře odolává zvýšenému opotřebení – hřídele totiž mají na povrchu mnoho tenkých drážek zvyšující otěr.

Více o Continental CZ:

https://www.continental.com/cs-cz

https://www.facebook.com/ContinentalKarieraCZ/

Případová studie: Využití FLEXFILL TPU 92A a FLEXFILL TPU 98A ve společnosti DAIKIN

DAIKIN je jedním z nejvýznamnějších výrobců klimatizačních zařízení na světě. Značka DAIKIN je po celém světě již 90 let synonymem klimatizací vysoké kvality pro soukromé, komerční i průmyslové účely.

Vzhledem k tomu, že kryty mají velmi složitý tvar, byla pro výrobu přípravků zvolena aditivní technologie FFF. Dalším důvodem, proč byl zvolen 3D tisk před výrobou přípravků konvenčními metodami, je, že se pryž velmi těžko obrábí a vytvoření formy pro lisování přípravků by nejspíš bylo ekonomicky velmi nákladné.

Radomír Zlámal, designér, Daikin Device CZ s.r.o., Brno

Na jedné z montážních linek je nutné značit na dva tvarově složité kryty sériové číslo a 2D kód sériového čísla pomocí mikro úderového zařízení. Během značení vzniká nepříjemný hluk, který porušuje hranici limitu hlučnosti 85 dB na pracovišti a ovlivňuje tak pohodu na pracovišti a soustředění operátora, který vykonává montáž.

Řešením je výroba nějakého předmětu, který by částečně eliminoval hluk během značení. Jednou z možností výroby tohoto zařízení je aditivní technologie FFF. Hlavním důvodem pro toto rozhodnutí je velmi složitý tvar krytu a složitost obrábění pryže a s tím spojené vysoké ekonomické náklady pro vytvoření formy pro lisování přípravků.

Požadavkem je, aby vytištěné tlumící přípravky dobře tlumily hluk a vibrace, které vznikají během značení a zároveň musí být odolné vůči opotřebení. Na základě těchto požadavků Fillamentum nabídlo k tisku své materiály Flexfill TPU 98A a Flexfill TPU 92A, které jsou flexibilní s dobrou odolností vůči opotřebení. Řada materiálů Flexfill TPU je charakteristická díky svým vynikajícím mechanickým vlastnostem, flexibilitou a chemickou odolností. Jedním z hlavních cílů také bylo tisknout z materiálů, který se jednoduše zpracovává a tiskne, obě tyto podmínky materiály Flexfill TPU splňují.

Po vytištění a vyrobení všech potřebných dílů ke tlumícím přípravkům následovalo zkoušení přípravků při sériové výrobě a opětovné měření hladiny hluku na pracovišti pomocí hlukoměru. Díky materiálům Fillamentum a aditivní výrobě se podařilo splnit hygienický limit pro hlučnost. Pozitivní vliv na hlučnost měla i volba měkčího materiálu Flexfill TPU 92A, který má tvrdost 92 Shore A. Celkově se podařilo snížit hladinu zvuku o 5,9 dB na hodnotu 80,7 dB.

Více o společnosti DAIKIN:

https://www.daikinczech.cz/

https://www.facebook.com/daikinbrno

https://www.linkedin.com/company/daikin-device-czech-republic-s-r-o-

https://www.youtube.com/watch?v=2Jt3Pk4I37c

Případová studie: Využítí ASA Extrafill a PLA Extrafill ve Future Vehicles

Future Vehicles je tým profesionálů působících více než 20 let v leteckém průmyslu. „Převážně se zabýváme vývojem letounů v různých kategoriích jako jsou ULL, CS-LSA, CS-VLA a další. Dále se podílíme na vývoji součástí, sportovního vybavení a speciálních zařízení vyrobených z kompozitních materiálů.“ Říká Jan Jílek, designér Future Vehicles s.r.o.

Proč jste začali s 3D tiskem?

Technologii 3D tisku jsme si oblíbili zejména pro rychlou a poměrně levnou cestu k výrobě prototypu dané komponenty. Ať už jde to jednoduchý držák, krytku, nebo pak složitější tvar, jako je trup letounu, u kterého potřebujete ověřit jeho funkčnost a komptabilitu s ostatními částmi, je 3D tisk nejsnazší a nejrychlejší cesta. V leteckém průmyslu se vyrábí malé série v porovnání například s automobilovým, proto je pro nás výhodnější plastové díly tisknout, a ne je vyrábět třeba vstřikováním. Jiné je to pak u prototypové výroby, kde je nutné často zkoušet více komponentů a vybrat tu nejlepší variantu. Zde pak většinou tiskneme a zkoušíme více dílů a ověřujeme, zda pozice dílců jsou správné.

Můžete nám představit některý ze svých projektů?

Na první fotce, kde vidíte komponent připomínající krabici vytištěný z PLA se jednalo o vyřešení rozmístění elektroniky, která se do ní musí umístit. Bylo pro nás jednodušší tuto komponentu vytisknutou ze tří částí než ji vyrábět například z plechu. Dále ji můžeme rychle modifikovat dle požadavků od kolegů zabývajících se elektronikou. Na druhém obrázku můžete vidět dvě krytky plynu vytištěné z černého materiálu ASA. Použili jsme je do prototypu letadla, kde předtím byl pouze plastový překryt. Tím letadlo získalo hezčí interiér. Třetí fotka ukazuje motorový kryt letounu, který byl vytisknut ve zmenšeném měřítku z černého materiálu PLA. Tuto možnost využíváme například před CNC frézováním k odhalení nerovností a ověření designu.

Znamenal pro Vás některý z těchto projektů finanční či časovou úsporu?

Kdo někdy pracoval s 3D tiskárnou ví, že určité díly se tisknou i přes 20 hodin. Ovšem pokud se budeme bavit o časové úspoře, tak ji zejména nalézáme tehdy, když potřebujeme něco do druhého dne. Představte si situaci, kde se spěchá a je třeba vyzkoušet, zda daná komponenta je funkční. Pak večer dáte tisk, ráno vyzvednete a jedete ověřit funkčnost komponenty. V tomto systému se skrývá časová úspora. Když se budeme zabývat finanční úsporou, tak to je předmětem zejména, pokud 3D tiskárnu vlastníte. Poté platíte pouze elektřinu a materiál. Z pohledu výroby reálné komponenty pak je rozdíl v řádech stovek až tisíců korun.

Jak se Vám tisklo s našimi materiály PLA Extrafill a ASA Extrafill?

Zde musím říct, že tisk z materiálu PLA Extrafill není náročný, protože netrpí velkou smrštivostí při změně teploty. PLA používáme převáže na tisk komponentů u kterých je nutné ověřit tvar a vzhled. Pro naše účely jsme nalezli řešení právě v materiálu ASA Extrafill, který můžeme použít i na komponenty umístěné v letadle trvale. Oba výše uvedené materiály nám k naší práci vyhovují.

Co se Vám nejvíce líbí na značce Fillamentum?

Máme rádi spolehlivost a kvalitu což jsme ve značce Fillamentum nalezli. Pro tiskovou hlavu je důležitá přesnost průměru filamentu, a to u vaší značky řešit nemusíme. Koupíme jakýkoliv materiál a víme, že ho pouze vsuneme do 3D tiskárny a nemusíme nic víc nastavovat a řešit. V neposlední řadě rádi spolupracujeme s českými výrobci.

Případová studie: Využití materiálu PLA Extrafill ve firmě HARDWARIO

Filament PLA prošel rukama snad každého tiskaře a stejně tak tomu bylo i u společnosti Hardwario. Důvodem, proč společnost šáhla právě pro PLA od Fillamentum je jeho snadné zpracování. „PLA nijak nepáchne, není toxické a tím pádem je možné tisknout z něj kdekoliv. Například i v kanceláři jako tomu je i v našem případě, “ říká jeden ze zakladatelů společnosti Tomáš Morava.

Jeden z mnoha projektů, které Hardwario realizovalo je tisk krytu na průmyslovou kameru H&D Smart Camera pro společnost Hönigsberg & Düvel Datentechnik Czech s.r.o. Tato kamera umí mimo jiné hledat objekty, číst text, počítat výrobky nebo kontrolovat barvu výrobku. Používá se na analýzu procesů v automotive. Aby zařízení obsahující kameru, výpočetní jednotku a objektiv bylo kompaktní, bylo potřeba vytvořit 3D návrh zapouzdření, který se posléze realizoval. Toto zapouzdření je vhodné do nenáročných podmínek. Výsledná kvalita tištěného materiálu odpovídá standardům strun Fillamentum. Kvalita návinu s tolerancí průměru struny +/- 0,05 mm a ovalita je kontrolovaná v průběhu výroby zavedenou digitalizací ve firmě Fillamentum.
Široká škála barevných kombinací (41 barev!) dává uživateli prostor pro fantazii a možnost realizace nespočetného množství projektů.

Více o společnosti HARDWARIO:

https://www.hardwario.com/

https://twitter.com/hardwar_io

https://www.facebook.com/hardwario/

https://www.hud.cz/

Případová studie: Využití filamentů Flexfill TPU a ABS Extrafill ve firmě Rotorama

„Vytištěný rám nám dává jasnější představu o tom, jak bude vypadat. Je to vše jasnější a uchopitelnější než na modelu v počítači. Hlavní výhoda 3D tisku je levná výroba jednotek kusů. Díly, které tiskneme, se velmi často mění. Protože si vše tiskneme sami, můžeme mít potřebný díl v ruce již za pár hodin.“ říká Jiří Fiedler, konstruktér firmy Rotorama.

Společnost Rotorama se zabývá výrobou FPV závodních dronů. Jedná se o dron velikosti cca 25 cm, vážící kolem 500 g a létá rychlostí až 160 km v hodině. 3D tisk se využívá pro tvorbu doplňků jako jsou držáky kamery, držáky antény nebo ploutve. Některé drony mají tištěné chrániče vrtulí nebo i celou boudu.

Fillamentum, výrobce vysoce kvalitních filamentů, je dodavatelem řešení s důrazem na vysoké užitné vlastnosti, které předurčují použití v oblasti profesionálního tisku. Zaměstnanci společnosti Rotorama při 3D tisku využívají nejčastěji flexibilní materiály jako jsou Flexfill TPU. Každá tvrdost, tedy Shore 92A a 98A, se využívá na něco trochu jiného. Flexfill TPU je vysoce flexibilní, elastický materiál s výbornými mechanickými vlastnostmi. Je vysoce odolný a má skvělou přilnavost mezi vrstvami.

Další nedílnou součástí dronu jsou rámy, které si Rotorama navrhuje sama a posléze i sama tiskne. Při výrobě se nejdříve prototypy vytisknou z materiálu ABS od Fillamentum a následně vyřežou z karbonu, který je dražší a náročnější na výrobu „Vytištěný rám nám dává jasnější představu o tom, jak bude vypadat. Je to vše jasnější a uchopitelnější než na modelu v počítači.,“ říká zástupce společnosti Jiří Fiedler. Materiál ABS je ideální pro výrobu prvních funkčních vzorků před sériovou výrobou. Disponuje skvělými mechanickými vlastnostmi, je dobře tisknutelný i při náročných detailech.

Vytištěný model rámu je osazen dalšími komponenty a jde poté k testování. Pokud je model v pořádku a splňuje požadavky, vyřeže se několik prototypů z karbonu, na kterých jsou dále odzkoušeny další vlastnosti, především odolnost. K rámům se standardně tisknou 1-2 univerzální držáky. Zbytek si zákazníci mohou vytisknout sami nebo na vyžádání.

3D tisk Rotorama využívá hlavně z důvodu pružnosti výroby a rychlosti prototypování. Obvykle jsou od každého dílu vytisknuty jednotky až desítky kusů. Komponenty, které se používají na drony, se tvarově často liší. Každá anténa a kamera má jiný tvar a každý pilot požaduje i jiný úhel naklonění kamery. Díky 3D tisku je každý díl navržen přesně pro potřebu firmy nebo potřebu jejich zákazníků. Ti si pak mohou vybrat z řady modelů ten, který splňuje jejich potřebu.

Více o společnosti Rotorama:

https://rotorama.cz/

https://facebook.com/rotorama.eu/

https://instagram.com/rotorama/

Video ze závodu FPV závodních dronů v Plzni:

https://www.youtube.com/watch?v=xFZpwNDPFcc

Modely jsou dostupné na thingiverse

https://www.thingiverse.com/rotorama

Případová studie: Využití filamentu CPE HG100 ve společnosti Lyotrade

Společnost Lyotrade Freeze Dryers, s.r.o. je mladá firma, která před 2 lety uvedla na trh svůj první lyofilizátor vlastní konstrukce. Lyofilizované potraviny lze dnes zakoupit v řadě obchodů, avšak jejich původ a způsob pěstování je de facto neznámý. Většinou jde o potraviny lyofilizované v Indii, které se k nám dostávají přes německé firmy. Toto chce společnost Lyotrade změnit.

Nabídnout zákazníkům cenově dostupný přístroj, vhodný pro malé podnikatele a živnostníky. Posláním firmy je poskytnou farmářům a zpracovatelům lyofilizátory, aby byli schopni podat informace o tom, jak potraviny vznikly, jak byly ošetřeny a co přesně obsahují.

Lyotrade požaduje materiál vhodný pro zlepšení policového systému, kde se při procesu lyofilizace ukládají tácy s potravinami. Některé materiály jsou nevyhovující a po několika mrazivých cyklech praskají. Jiné jsou zase natolik křehké, že nevydrží velmi hluboké vakuum a vzduch uzavřený ve výplni výtisků trhá stěnu součástky.

Při vývoji vlastního zařízení, které má být uživatelsky velmi jednoduché a přívětivé je nutné neustále investovat do prototypových dílů, jejichž budoucnost v projektu je často nejasná. Společnost častokrát hledá dodavatele, který by byl ochotný vyrobit jednotky kusů za rozumnou cenu. Opakovaným problémem je minimální odběr v řádech tisíců kusů. Takové testování a posléze ladění dalších a dalších verzí součástky je náročné nejen časově, ale především finančně.

Na sklonku roku 2018 si Lyotrade pořídil první 3D tiskárnu, která byla ihned zapojena do vývoje a krátce poté také do výrobního procesu. Protože tato česká firma zatím vyrábí vlastními silami jen několik lyofilizátorů ročně, nemá příliš vysoké nároky na kvantitu součástek. V produktové komoře přístroje vládnou teploty až -45 °C, navíc jde o uložiště potravin, je nutný materiál, který odolává procesům v nízkých teplotách i hlubokém vakuu.

Nejvhodnějším řešením se ukázal materiál CPE HG100 vyvinutý společností Fillamentum. Fillamentum je český výrobce vysoce odolných technických materiálů pro 3D tisk vhodných pro průmyslové aplikace. Kvalitu tisku jednoznačně zaručuje kvalitní výrobní proces, při kterém zaručujeme toleranci tloušťky struny 0,05mm. Materiály Fillamentum jsou díky svým vysoce užitným vlastnostem předurčeny pro použití v oblasti profesionálního tisku.

Použitý filament CPE HG100 je certifikovaný jako vhodný pro aplikace pro styk s potravinami. Tento materiál překvapuje svou pevností a houževnatostí. Je téměř nemožné jej zlomit a lom je navíc pomalý (nejprve se dlouze ohýbá).

Malá firma jako je Lyotrade není schopna vytvořit pracovní pozici tiskaře, který by se výrobě dílů věnoval celou dobu, a proto si velmi cení jednoduchosti tisku CPE HG100. Detaily jako např. závit lze z co-polyesteru tisknout stejně jednoduše jako v případě PLA, což se nedaří například u PET-G různých výrobců. Při tisku s CPE HG100 není nutné zakrytovat tiskárnu a téměř nedochází k nežádoucímu kroucení (warpingu).

ÚSPORA:

Co se úspory týče, jedná se o enormní částky. Porovnat můžeme například u součástky, kdy jde o jednoduchou čepičku pro zakrytí termostatu ohřevné dečky.

Poptávka u výrobce:

150Eur prototypování + 12Eur / ks při výrobě min. 100ks

3D tisk s Fillamentum:

Použitý materiál CPE HG100

Na 1ks závitu je potřeba 4 m filamentu = 0,05 Eur / ks

Po dobrých zkušenostech s CPE HG100 od společnosti Fillamentum se společnost Lyotrade začala zajímat také o další materiály této české značky:

„Spíše pro dekorační prvky nebo značení jsme používali PLA materiály různých výrobců, avšak po vyzkoušení PLA Extrafill jsme už zůstali u tohoto materiálu. Černá Traffic Black je opravdu věrohodná a sytá čerň, a stejně jako bílá Traffic White nezanechává na povrchu poslední vrstvy nežádoucí artefakty.“  Karel Schmiedberger, jednatel

PŘÍPADOVÁ STUDIE:

VYUŽITÍ MATERIÁLŮ FILLAMENTUM VE VÝROBNÍM PROCESU FIRMY

Naše společnost vyrábí vysoce kvalitní filamenty používané především v průmyslových oborech. Není tedy žádným překvapením, že do výrobního procesu implementujeme vlastní 3D tištěné komponenty. Neustálá potřeba zefektivňování výroby je skvělou příležitostí otestovat vlastnosti našich technických materiálů přímo na extruzní lince.

VYUŽITÍ MATERIÁLU HIPS

Kalibrační předvanička vytištěná z filamentu HIPS byla implementována pro ustálení procesu výroby 3D tiskových strun. „Většina filamentů potřebuje delikátní nastavení přítoku vody, aby jejich rozměry byly ve všech osách stejné,“ vysvětluje Jan Daněk, výrobní technolog ve Fillamentum. Díky implementaci vytištěné vaničky jsme dosáhli dobré a odpovídající ovality.

Proč právě HIPS? HIPS neboli high impact polystyren je houževnatý materiál, a to z důvodu vysoké odolnosti při používání ve vyšších teplotách. Voda tomuto materiálu nevadí a jeho mechanické vlastnosti jsou výborné. Tento filament je výborný vodič, dále se HIPS často využívá při tisku podpor. Bonusem je certifikace pro styk s potravinami.

Více informací o tomto unikátním filamentum naleznete zde.

VYUŽITÍ MATERIÁLU FLEXFILL TPU 98A VE FILLAMENTUM

3D tisk nám umožňuje modelovat přesné rozměry potřebných těsnících prvků, které dříve byly vystřihovány z archů, přičemž vznikalo podstatné množství nevyužitelného odpadu. Díky 3D tisku je výroba těsnění bezodpadová a šetří čas pracovníka, který nemusí složitě obkreslovat a vyřezávat těsnění z plošného archu.

Po prvním modelování je vytištěné těsnění nasazeno a odzkoušeno ve výrobě. Pokud splňuje požadavky, model je uložen a připraven pro další potřebu.

Na obrázku níže vidíte těsnění Flexfill TPU 98A vytištěné v nově vydané barvě Transparent Blue, která je nově také dostupná v podobě 15 m vzorku.

Flexfill TPU 98A je semiflexibilní vysoce reverzibilní materiál použiváný pro různé druhy těsnění a namáhaných částí. TPU je odolný vůči různým chemikáliím jako jsou oleje a mazadla a je tak předurčen pro použití v mnoha prostředích. (např. Využití filamentu TPU ve společnosti Continental Automotive CZ).

Společnost IDEA StatiCa vyvíjí špičkový software pro stavební inženýry, výrobce konstrukcí, konzultanty a další profesionály, kteří analyzují a dimenzují stavební konstrukce. Produkty IDEA StatiCa umožňují inženýrům pracovat rychleji, důkladně prověřit požadavky stavebních norem a používat optimální množství materiálu. Vytištěné 3D modely slouží především jako propagační prvek k zviditelnění a upoutání pozornosti na konferencích a odborných akcích.

Z filamentů Fillamentum tiskne firma 3D modely konstrukcí, které jsou vypočítané softwarem. Konkrétně se jedná o 3D model tzv. ocelového styčníku – kotvení ocelového sloupu k betonovému základu.

Jeden z produktů firmy je aplikace pro návrh a posouzení styčníků. Tato aplikace nemá ve světě konkurenci. Je založena na špičkovém uživatelském rozhraní, které poskytuje uživateli – inženýru jasnou zpětnou vazbu o chování navrženého detailu. Inženýr okamžitě ví, zdali je navržený detail vyhovující či nikoliv a může ihned reagovat a případně upravit návrh. „Tiskneme vždy z materiálů Filamentum PLA. Materiály značky Fillamentum jsme si vybrali kvůli naprosto jasné katalogizaci dle RAL barev a kvůli vysoké kvalitě a homogenitě nabízených materiálů.“, vysvětluje Vít Hurčík, produktový inženýr ve firmě IDEA StatiCa.

3D tisk nabízí obrovskou možnost reálné prezentace detailů ve stavebnictví pomocí reálných modelů v měřítku. Tyto 3D modely poté slouží například k prezentaci pro zúčastněné subjekty (statik, projektant, investor atd.), studii proveditelnosti, marketingovým účelům (reference) a dalším.

Více o materiálu PLA se dočtete na webových stránkách www.fillamentum.com.

Tým tvoří členové studentského sdružení FabLab EEBEst, které se věnuje propagaci 3D tisku a open source technologií v univerzitním prostředí, a sdružení Bioneer, jehož členové se specializují na biometrické senzory.

Návrh protézy je založen na skutečnosti, že co nejvíce částí je možné vytisknout ve 3D. Prvky, které nejsou 3D tištěné jako například servomotory nebo senzory, byly vybrány s ohledem na nízkou úroveň složitosti a nákladů.

Pro tisk protéz používá výzkumný tým z univerzity materiály Fillamentum, konkrétně to jsou Flexfill TPU a PLA Extrafill. Důvodem je barevná stabilita struny, a i po tisku je barva velmi podobná barvě kůže.

Béžová PLA je použito pro tisk vnější části, aby byla protéza estetičtější. Části z tohoto materiálu byly vytištěny za vyšší teploty, než je u PLA zvykem. Vlastnosti tištěného objektu se překvapivě zlepšily.

Materiál TPU byl použit k výrobě ochranných prvků na zápěstí a prstech. Elasticita materiálu umožňuje pokrýt pohyblivé části protézy, aniž by zasahovala do plynulého pohybu zápěstí nebo zachycení síly v tlakových senzorech zabudovaných v prstech. Vlastnosti tištěných částí TPU se velmi lišily v závislosti na designu a parametrech tisku. „V průběhu projektu jsme se dobře seznámili s materiály a jejich vlastnostmi. Charakteristika částí tištěných z TPU se měnila podle designu tištěného kusu a dle nastavení tiskárny; po bližším seznámení se s materiálem se nám podařilo vytisknout prvky s požadovanými vlastnostmi, tisk byl bezproblémový a parametry vytištěných částí splnily naše očekávání,“ objasňují studenti FabLab EEBE.

Pro potřebné zpracování dat se používá mikrokontrolér Arduino. Mikrokontrolér interpretuje svalové impulzy zachycené senzory umístěnými v bicepsu, tricepsu a brachii a nařizuje aktivaci motorů. Motory pak provádějí pohyby podle aktivovaných svalů, takže uživatel může provádět různá gesta.

V současné době je návrh v konečné fázi. V říjnu 2019 tým nakontaktoval nemocnici Sant Joan de Déu a představil návrh. Nemocnice používá 3D skenovací a tiskové techniky, které pomáhají lékařům při diagnostice a přípravě operací.

28. února byla na konferenci EEBE 3DDay prezentována protéza, jejímž sponzorem je také Fillamentum.

Letos v březnu se zástupci FabLab EEBEst před vyhlášením karantény setkali také se zástupci nemocnice v Mataró, ale bohužel současná koronavirová krize způsobila pozastavení spolupráce.

O dalším průběhu projektu Vás budeme informovat.

Sledujte FabLab EEBE:

https://www.facebook.com/FabLab.EEBE/

https://twitter.com/FabLab_EEBE?s=20

https://www.instagram.com/fablab_eebest/

APLIKACE MATERIÁLU PETG VE VÝROBNÍM PROCESU VE FILLAMENTUM

Víko násypky

V násypce probíhá proces dosušování materiálu, při kterém se teploty dostávají až k 70°C. Původní kovové víko bylo těžké pro manipulaci, a proto bylo nahrazeno 3D vytištěným víkem z materiálu PLA. Kvůli vysokým teplotám ovšem docházelo k průhybu. Po výrobě materiálu PETG byl tento aplikován pro tisk nového víka. Nová verze vytištěna z PETG již nemá problémy s deformací při vyšších teplotách horkého vzduchu a zároveň má perfektní těsnost díky minimálnímu smrštění výtisku a vynikající rozměrové stabilitě.

Kelímky pro nabírání materiálu

Při míchání materiálů s barevnou masterbatch se častokrát manipuluje s granulátem, který dosahuje teploty až 75°C. Míchání probíhá v průmyslových nádobách – kýblech, do kterých se kelímkem přisypává horký materiál. Pro tuto aplikaci je materiál PETG dlouhodobě použitelný, protože se nedeformuje vysokou teplotou.

Krabičky proti odsávání vlhkosti

Pro výbornou rozměrovou stabilitu je materiál vhodný také pro aplikaci, kde je nutné zajistit vysokou těsnost – využití jako dvoudílná krabička jejímž účelem je zbavit se přebytečné vody na povrchu produktu. Netěsnosti dříve způsobovaly problém s nedostatečným vysušením a tím pádem ulpěním drobného množství povrchové vody. PETG je odolnější vůči vodě více než CPE HG100.

PŘÍPADOVÁ STUDIE

VYUŽITÍ MATERIÁLU PLA EXTRAFILL VE FIRMĚ VETROPACK

Skupina Vetropack je jedním z vedoucích výrobců obalového skla v Evropě. Dceřiná společnost VETROPACK MORAVIA GLASS vyrábí, prodává a distribuuje skleněné obaly. Jako jeden z největších výrobců v České republice, patří k hlavním dodavatelům skleněných obalů pro domácí potravinářský a nápojový průmysl. Fillamentum Vetropacku vyvinulo barevné odstíny PLA Extrafill na míru.

PROČ VAŠE SPOLEČNOST ZAČALA S 3D TISKEM?

Společně s našimi zákazníky vyvíjíme zákaznické modely skleněných obalů. Aby měl zákazník jasnou představu o tom, jak přesně bude výrobek vypadat, je nutné připravit pro něj model. Dříve jsme využívali modely z pryskyřice, které byly časově i finančně náročné, díky 3D tisku jsme schopni rychle a flexibilně model pro zákazníka připravit a případně reagovat na jeho připomínky.

JEDNALO SE TEDY O VYŘEŠENÍ NĚJAKÉHO PROBLÉMU?

V našem oboru se spíše jedná o usnadnění rozhodnutí zákazníka pro určitou variantu skleněného obalu. Od prvních nápadů až po hotový technický výkres uplynou přibližně tři až čtyři týdny. V tomto okamžiku dokážeme rychle převést technický výkres do 3D modelu v měřítku 1:1. 3D tisk je výborným nástrojem v naší práci, protože, dobrý design dodává produktu jasnou identitu a zajišťuje jeho postavení na trhu.

MŮŽETE NÁM TENTO PROCES BLÍŽE DEMONSTROVAT?

3D modely v měřítku 1:1, které tiskneme, poskytují zákazníkovi další možnosti k ověření nového designu. Nalepením etikety a nasazením uzávěru se okamžitě mění vzhled. V případě více variant daného modelu, máte možnost okamžitého porovnání celkového dojmu, což pouze na základě technických výkresů není pro většinu lidí reálné. Uvedený postup se nám například osvědčil u českého výrobce jogurtů, který plánoval zefektivnit výrobní proces nejen v souvislosti s instalací nové plnící linky, ale také v kombinaci na další produkt v jiném typu skleněného obalu. Zde byly nabízené varianty 3D modelů jednoznačnou výhrou.

VZNIKAJÍ VÁM NĚJAKÉ ČASOVÉ NEBO FINANČNÍ ÚSPORY?

Každá vyvíjená láhev nebo sklenice je díky tvaru, barvě skloviny a výběru typu ústí jedinečná a nezaměnitelná. Při návrhu nového designu musíme brát v úvahu také bezpečnost skleněné obalu při zpracování na plnící lince a následném použití koncovým spotřebitelem. Nabízením více možných variant během vývoje výrobku je pro nás hlavně časovou úsporou.

JAK SE VÁM TISKNE Z NAŠICH FILAMENTŮ?

O naší spokojenosti svědčí fakt, že jsme si nechali namíchat vlastní odstíny barev, které vychází z barevného konceptu sklářské skloviny skupiny Vetropack. V současné době nabízíme zákazníkům 3D tisky v barvě zamýšlené skloviny, případně vytváříme 3D modely v neutrální šedé barvě Metallic Grey, která je vhodná pro prezentaci embosovaných lahví.

TISKLI JSTE POUZE Z PLA EXTRAFILL NEBO JSTE POUŽILI I JINÉ MATERIÁLY?

Standardně používáme PLA Extrafill pro 3D modely vyvíjených výrobků, ale máme zkušenosti také s dalšími materiály, jako jsou ASA nebo PETG. Ty používáme v rámci firmy pro potřeby jiných oddělení – pro 3D tisk různých přípravků nebo náhradních dílů.