Wytłaczarki, serce linii do produkcji filamentów dla druku 3D - Nowe wytłaczarki.

Dynamiczny rozwój technologii druku 3D stawia przed producentami filamentów nowe wyzwania związane zarówno z jakością materiałów, jak i zrównoważonym rozwojem. Druk 3D metodą FDM (Fused Deposition Modeling) jest jedną z najbardziej rozpowszechnionych technik wytwarzania przyrostowego. Podstawowym surowcem w tym procesie są filamenty polimerowe, których właściwości determinują jakość i funkcjonalność finalnych obiektów. Wzrost popularności technologii addytywnych skutkuje zwiększonym zapotrzebowaniem na filamenty o wysokiej precyzji wymiarowej, stabilności termicznej i zróżnicowanych właściwościach użytkowych.

Produkcja filamentów do drukarek 3D to proces, który może wydawać się prosty: wsypujemy granulat tworzywa, a na końcu otrzymujemy cienką żyłkę o średnicy 1,75 lub 2,85 mm. W praktyce jednak kluczowym elementem całej linii jest wytłaczarka, od której pracy zależy stabilność i jakość gotowego materiału. To właśnie w niej granulat zamienia się w jednorodny, plastyczny strumień polimeru. Należy mieć świadomość że liczba wytłaczanych polimerów, kompozytów oraz dodatków jest bardzo duża a każdy rodzaj wymaga innej receptury.

Stabilność procesu wytłaczania filamentu to największe wyzwanie technologiczne.

Wytłaczarka musi utrzymywać stałe warunki pracy, odpowiednie ciśnienie, temperaturę i prędkość obrotową ślimaka. Każde wahanie może spowodować różnice w średnicy filamentu, a to z kolei oznacza problemy w drukarce: zatkanie dyszy, niejednolite warstwy czy zmarnowany wydruk. Dlatego w nowoczesnych liniach stosujemy czujniki i systemy kontroli w czasie rzeczywistym, które reagują natychmiast na wszelkie odchylenia.

Jednorodność wytłaczanego materiału polimerowego.

Wytłaczany filament wysokiej jakości musi być całkowicie jednorodny pod względem mechanicznym i termicznym. Jeśli w masie polimerowej pojawią się niedogrzane fragmenty granulatu lub resztki poprzedniego materiału, użytkownik zobaczy to na wydruku w postaci smug czy kruchości elementu. Z tego powodu stosujemy zaawansowane konstrukcyjnie ślimaki barierowe z sekcjami mieszania, które lepiej mieszają polimer z pigmentami i dodatkami. Również cylindry wytłaczarek mają wpływ na jakość wytłaczanego materiału, dlatego stosujemy konstrukcie modułowe ze strefami rowkowanymi.

Energochłonność procesu wytłaczania.

Proces wytłaczania jest energochłonny – wymaga zarówno grzania cylindra, jak i pracy silnika napędzającego ślimak. W czasach rosnących cen energii każda optymalizacja ma znaczenie. Dlatego konstrukcja wytłaczarki jest dostosowana w każdym aspekcie do zarzadzania i oszczędzania energii.

Automatyzacja i cyfryzacja procesu wytłaczania filamentu.

Branża filamentów, podobnie jak inne gałęzie przemysłu, zmierza w stronę automatyzacji. Wytłaczarka jest wyposażona w systemy, które analizują dane z czujników i same korygują parametry pracy. Dzięki temu można utrzymać stałą jakość filamentu nawet przy produkcji dużych partii.

Nowa wytłaczarka jednoślimakowa do wytłaczania filamentów LE-1SF 32 mm.

Wytłaczarka posiada cylinder i ślimak o średnicy 32 mm o długości L/D = 32 lub 36.

Wytłaczarka do wytłaczania filamentów LE-1SF 32 mm. powstała na bazie dotychczas oferowanej i cenionej wytłaczarki uniwersalnej LE-1S 32 mm. Nowa wytłaczarka została dostosowana do zmieniających się potrzeb klientów produkujących filamenty do drukarek 3D:

1. W wytłaczarce został zastosowany nowy modułowy cylinder, którego konfiguracja może być zmieniana przez użytkownika.
2. Dostępny jest zestaw nowych ślimaków barierowych zaprojektowanych zgodnie z aktualną wiedzą i badaniami. Dostępny jest specjalistyczny ślimak dostosowany do właściwości polimeru PLA.
3. Wytłaczarka standardowo jest wyposażona w pompę tworzywa. System mocowania pompy pozwala łatwą zmianę konfiguracji do pracy bez pompy oraz ułatwia wyjęcie ślimaka do czyszczenia lub wymiany.
4. Wytłaczarka posiada możliwość obrócenia cylindra w poziomie w celu szybkiej wymiany lub wyczyszczenia ślimaka bez konieczności demontażu dozowników.
5. Wytłaczarka jest doskonale dostosowana do współpracy z dozownikami grawimetrycznymi granulek, proszków, raz płynów.
6. Użytkownik może wybrać jeden z trybów karmienia wytłaczarki zalewowy lub głodowy.
7. Wytłaczarka jest dostosowana do łatwej zmiany konfiguracji pracy z pompą tworzywa lub bez pompy.
8. Oprogramowanie wytłaczarki koryguje minimalne błędy dozowania dozowników granulatów oraz dodatków utrzymując stałą jakość stopu.
9. Wytłaczarka została zmodernizowana w oparciu o doświadczenia naszych klientów z którymi współpracujemy od wielu lat.
10. Wytłaczarka jest dostępna w wersjach prawo i lewostronnej co umożliwia obsługę dwóch linii przez jednego operatora.
11. System sterowania wytłaczarki pozwala dodatkowo kontrolować wszystkie urządzenia zainstalowane w linii oraz wykorzystuje technologie: PowerLink, OPC UA, VPN.

Rysunek 1. Widok linii do produkcji filamentów wyposażonej w wytłaczarkę LE-1SF 32 mm.

Podsumowanie

Wytłaczarka to najważniejszy element linii do produkcji filamentów, swoiste „serce” całego procesu. Stabilność ciśnienia i temperatury, jednorodność uplastycznionego tworzywa, odporność mechaniczna oraz energooszczędność to obszary, w których można szukać przewagi konkurencyjnej. Przyszłość należy do inteligentnych, zautomatyzowanych wytłaczarek, które nie tylko produkują filament, ale też same dbają o jego jakość. Produkcja filamentów do druku 3D stanowi złożone wyzwanie obejmujące aspekty technologiczne, środowiskowe i rynkowe. Kluczowym elementem dalszego rozwoju branży będzie integracja innowacji materiałowych z ideą zrównoważonego rozwoju oraz dostosowywanie produktów do rosnących wymagań użytkowników.