3D tisk pro plně automatické kávovary - dlouhá životnost při nastavování tácu na šálek

• Co bylo potřeba: Komponenty pro mechaniku automatického nastavení stolu na šálky u plně automatického kávovaru.
• Výrobní postup: selektivní laserové spékání
• Požadavky: Požadavky: shoda s potravinami, stabilita, pevnost, dobré provozní vlastnosti, rozměrová přesnost.
• Materiál: iglidur® i6
• Odvětví: prodejní automaty
• Úspěch díky spolupráci: vysoká odolnost proti oděru, houževnatost a životnost

Aplikace na první pohled:
Dosud se stůl na šálky plně automatických kávovarů nastavoval na velikost šálku ručně. Projektový tým z Vysoké školy strojní v Ansbachu vyvinul motorizovaný, pohyblivý stolek na šálky se senzorem řízeným nastavením výšky pro plně automatizované nastavení tohoto stolku. Pro mechaniku výškového nastavení byl použit motor, pojezdová dráha vytištěná na 3D tiskárně a vřeteno vytištěné na 3D tiskárně. Součásti vytištěné 3D tiskem z vysoce výkonného plastu iglidur® i6 mají velmi dobré jízdní vlastnosti i vysokou pevnost a životnost.

Výška stolu pro šálky plně automatického kávovaru se dříve vždy nastavovala pouze ručně podle velikosti šálku, proto se hledalo automatické řešení pro toto nastavení. Tým z Vysoké školy strojní v Ansbachu vyvinul motorizovaný mechanismus pro systém výškového nastavení řízený senzory, pro který bylo ještě třeba najít vhodné materiály pro koncepci "traverse - vřeteno". Požadavky na koncepci byly velmi dobré jízdní vlastnosti mezi pojezdem a vřetenem a také spolehlivá rozměrová přesnost, aby bylo možné dodržet rozměry v plně automatickém kávovaru. Současně musely být materiály navrženy tak, aby byly vhodné pro styk s potravinami a celkovou hmotnost šálku (šálků).

Projektový tým našel ideálního partnera ve společnosti igus® GmbH z Kolína nad Rýnem. Ve spolupráci s dirigentem aditivní výroby Tomem Krausem se týmu nejprve podařilo vyrobit prototyp mechanického konceptu pomocí 3D tisku. Byl použit vysoce výkonný polymer iglidur® i6 vyvinutý společností igus® speciálně pro laserové spékání, který tým zaujal zejména svou vysokou pevností, rozměrovou přesností a jízdními vlastnostmi. Po revizi a vylepšení konceptu byly všechny komponenty objednány prostřednictvím služby 3D tisku. Kromě již zmíněných specifikací mechanika zaujala také vysokou odolností proti oděru a smyslem pro detail. Obzvláště užitečné bylo také to, že k procesu laserového spékání nejsou zapotřebí žádné nástroje a že komponenty lze vyrábět efektivně bez minimálního objednacího množství.

Pojem plně automatický kávovar označuje především plně automatizovaný proces přípravy kávy. Problém, že různé velikosti šálků vyžadují různé nastavení výšky integrovaného stolku, byl dosud řešen ručně. Projektový tým z Vysoké školy strojní v Ansbachu vyvinul automatický a pohodlný systém nastavení stolku na šálky, aby plně automatický kávovar dostál svému názvu. Ten využívá k určení nastavení výšky snímače, které následně uvedou do pohybu motorizovaný mechanismus sestávající z 3D vytištěného vřetena a příčného nosníku připevněného k závěsu šálkového stolku. Senzory měří dráhu mezi horním okrajem šálku a spodním okrajem výlevky a rozpoznávají výšku průhledných a neprůhledných šálků. Pomocí softwaru se pak řídí motor, dokud není dosaženo zadané vzdálenosti.

Pro mechanismus byl použit tribologicky optimalizovaný a otěruvzdorný plast iglidur i6. Rozhodujícím faktorem, který přiměl tým k volbě tohoto materiálu, byly provozní vlastnosti podpěr konců vřetena a hřídele. Materiály iglidur jsou velmi důležité, zejména pro prodejní stroje. Díky integrovaným pevným mazivům není nutné externí mazání. To mimo jiné umožňuje hygienický provoz. Materiál, který byl vyvinut speciálně pro laserové spékání, má mnohem delší životnost než běžné plasty.