Linie do produkcji filamentów dla drukarek 3D > Linie laboratoryjne do badań materiałów do produkcji filamentów dla drukarek 3D

Laboratoryjna linia do filamentów

Przykłady urządzeń, które mogą być wykorzystane do konfigurowania linii laboratoryjnych z wytłaczarkami jednoślimakowymi do wytwarzania filamentów oraz innych profili.

Przykłady urządzeń, które mogą być wykorzystane do konfigurowania linii laboratoryjnych z wytłaczarkami dwuślimakowymi do wytwarzania filamentów oraz innych profili.

Mała linia do wytwarzania filamentu do drukarek 3D w celu prowadzenia badań mogą być wyposażone w wytłaczarki dwuślimakowe i jednoślimakowe.

Wytwarzanie włókien topliwych do drukarek 3D to bardzo ceniona technologia. Uruchomiła innowacje przemysłowe, zapewniając opłacalne produkowanie szerokiej gamy włókien (filamentów) koniecznych do drukarek 3D działających z wykorzystaniem technologii druku przyrostowego FDM. Wytwarzanie włókien topionych jest jedną z najczęściej stosowanych technologii, które znalazły maksymalną liczbę zastosowań we wszystkich rodzajach sektorów wytwórczych, w tym biomedycznych, lotniczych, samochodowych, farmaceutycznych, budowlanych, elektrycznych i elektronicznych spożywczych i różne inne. Dzięki najwyższemu poziomowi elastyczności druku oraz opłacalności utrzymuje największy udział w branży druku 3D.

Filament do drukarek 3D jest wytwarzany metodą swobodnego wytłaczania. Jest to jedna z najtrudniejszych technik przetwórstwa metodą wytłaczania, ze względu na szczególnie duży wpływ parametrów procesu na wymiary produktu. Z uwagi na wysokie wymagania jakościowe stawiane produktowi, jakim jest filament do drukarek 3D, przy wprowadzaniu nowego tworzywa do produkcji dobranie parametrów przetwórczych dokonuje się metodą eksperymentalną. Wprowadzenie jakichkolwiek zmian w recepturze tworzywa i warunkach przetwórczych (temperaturach procesu, otoczenia, wydajności suszenia surowca, konfiguracji linii) wpływa, na jakość filamentu do drukarek 3D.

Z powyższych powodów linia do produkcji filamentu musi być zbudowana z urządzeń o wysokich parametrach technicznych. Ważna jest możliwość precyzyjnego i zarazem powtarzalnego ustawiania [regulowania] wszystkich parametrów urządzeń; takich jak temperatury [wytłaczarki, wody w wannach, ciśnienia, prędkości wytłaczarki, pompy tworzywa, odciągu].

Laboratoryjne linie do wytłaczania filamentu do drukarek 3D nie są przeznaczone do wydajnej produkcji filamentu, lecz do prowadzenia badań. Z tego powodu oferujemy wiele konfiguracji urządzeń, które mogą być zastosowane w takich liniach. Mogą być stosowane wytłaczarki laboratoryjne dwuślimakowe oraz jednoślimakowe w różnych konfiguracjach wyposażenia dodatkowego. Wanny chłodzące o różnych długościach. Przenośniki taśmowe wyposażone w systemy chłodzenia filamentu. Odciągi gąsienicowe. Odciągi rolkowe. Nawijarki na szpule o średnicy do 400 mm lub 200 mm.

Istnieje wiele konfiguracji linii laboratoryjnych do filamentu do drukarek 3D które możemy zaoferować naszym Klientom w oparciu o nasze urządzenia.

Materiały i możliwości badawcze

Urządzenia laboratoryjne SiTech3D są projektowane do pracy w warunkach R&D: umożliwiają stabilne uplastycznianie, mieszanie i homogenizację materiałów, prowadzenie badań reologicznych w warunkach przepływu oraz przygotowanie próbek do dalszych analiz (mechanicznych, termicznych i strukturalnych).

Commodity Polymers	Engineering Plastics	High-Performance Polymers	Elastomers / TPE
PE – polietylen HDPE – polietylen wysokiej gęstości LDPE – polietylen niskiej gęstości PP – polipropylen PS – polistyren PVC – polichlorek winylu EVA – kopolimer etylenu i octanu winylu	ABS – akrylonitryl-butadien-styren PC – poliwęglan PMMA – polimetakrylan metylu PA – poliamidy PBT – politereftalan butylenu PET – politereftalan etylenu PPA – poliftalamid UHMWPE – polietylen o ultra wysokiej masie cząsteczkowej	PEEK – poli(etero-etero-keton) PAEK – poliaryloeteroketon PI – poliimid TPI – termoplastyczny poliimid PAI – poliamidoimid PPSU – polisulfon fenylenu PESU – polieterosulfon PSU – polisulfon PTFE – politetrafluoroetylen PVDF – polifluorek winylidenu PFA – perfluoroalkoksy	TPU – termoplastyczny poliuretan TPE – elastomery termoplastyczne EPDM – kauczuk etylenowo-propylenowo-dienowy EPR – kauczuk etylenowo-propylenowy FKM – kauczuk fluorowy FFKM – perfluorowy kauczuk Silikony – elastomery silikonowe

Uwaga R&D: faktyczne parametry przetwórstwa zależą od składu (napełniacze, plastyfikatory, środki sprzęgające, stabilizatory), wilgotności, lepkości stopu (MFR/MVR) oraz geometrii układu uplastyczniającego.

Orientacyjne okna temperatur przetwórstwa (ekstruzja)

Grupa materiałów	Przykłady	Typowy zakres temperatur stopu*	Uwagi przetwórcze (laboratorium)
Commodity	PP, PE (LD/HD), PVC, PS, EVA	~160–260 °C	Szybka stabilizacja procesu; dobre do testów dodatków i masterbaczy.
Engineering	PA, PC, ABS, PBT, PET, PPA	~220–320 °C	Kontrola wilgotności (zwł. PA/PET/PBT); ważna homogenizacja i odpowietrzanie.
High-performance	PEEK/PAEK, PPSU, PSU, PESU, PI/TPI/PAI	~320–420 °C	Wymagana stabilność termiczna; dobór profilu grzania i czasu przebywania.
Fluoropolimery	PVDF, PFA, PTFE (specjalne techniki)	~200–380 °C	PVDF/PFA typowo klasyczna ekstruzja; PTFE zwykle procesy specjalne (pasty/ spiekanie).
Elastomery / TPE	TPU, TPE; (EPDM/EPR – zależnie od technologii)	~160–240 °C	Wrażliwość na ścinanie i przegrzewanie; ważna kontrola energii ścinania.

* Zakresy orientacyjne dla doboru koncepcji procesu w laboratorium. Dokładne nastawy zależą od gatunku, dodatków, lepkości (MFR/MVR), wymagań jakościowych oraz geometrii ślimaka/układu uplastyczniającego.

Co można zbadać i opracować na wytłaczarce laboratoryjnej

Compounding i formulacje: modyfikacja właściwości (udarność, sztywność, płynięcie), przygotowanie compoundów oraz mieszanin.
Dodatki i napełniacze: dyspersja wypełniaczy (mineralnych, włóknistych), stabilizatory, pigmenty, środki poślizgowe, uniepalniacze.
Modyfikacje reologii: wpływ temperatury i energii ścinania na lepkość stopu, stabilność procesu, zjawiska degradacji.
Badania przetwórcze: okno procesowe, stabilność uplastyczniania, jakość homogenizacji, wpływ prędkości ślimaka i profilu grzania.
Przygotowanie próbek: do badań DSC/TGA, MFR/MVR, analiz mechanicznych oraz oceny mikrostruktury dyspersji.

Laboratoryjne linie do wytwarzania i badań polimerów oraz kompozytów w postaci filamentów oraz innych profili.

Rysunek 1. Urządzenia do konfigurowania laboratoryjnych linii do wytwarzania i badań polimerów oraz kompozytów w postaci filamentów oraz innych profili z wytłaczarkami jednoślimakowymi 16-20-25 mm.

Urządzenia do konfigurowania laboratoryjnych linii do wytwarzania i badań polimerów oraz kompozytów w postaci filamentów oraz innych profili z wytłaczarkami dwuślimakowymi 2x12 - 2x16 - 2x20 - 2x24

Rysunek 2. Urządzenia do konfigurowania laboratoryjnych linii do wytwarzania i badań polimerów oraz kompozytów w postaci filamentów oraz innych profili z wytłaczarkami dwuślimakowymi 2x12 - 2x16 - 2x20 - 2x24 mm.

Przykładowy zestaw linii do wytwarzania i badań polimerów w postaci filamentów oraz innych profili z wytłaczarką jednoślimakową 16mm.

Rysunek 3. Przykładowy zestaw linii do wytwarzania i badań polimerów w postaci filamentów oraz innych profili z wytłaczarką jednoślimakową 16mm.

Przykładowy zestaw linii do wytwarzania i badań polimerów w postaci filamentów oraz innych profili z wytłaczarką jednoślimakową 25mm.

Rysunek 4. Przykładowy zestaw linii do wytwarzania i badań polimerów w postaci filamentów oraz innych profili z wytłaczarką jednoślimakową 25mm.

Rysunek 5. Przykładowy zestaw linii do wytwarzania i badań polimerów w postaci filamentów oraz innych profili z wytłaczarką dwuślimakową 2x12mm.

Przykładowy zestaw linii do wytwarzania i badań polimerów w postaci filamentów oraz innych profili z wytłaczarką dwuślimakową 2x24mm.

Rysunek 6. Przykładowy zestaw linii do wytwarzania i badań polimerów w postaci filamentów oraz innych profili z wytłaczarką jednoślimakową 2x24mm wyposażonej w dozowniki boczne i grawimetryczne.

Wymagania stawiane laboratoryjnym linii do produkcji filamentu stosowanego w druku 3D.

W przypadku laboratoryjnych linii do wytłaczania filamentu do drukarek 3D mogą mieć zastosowanie inne wymagania niż te opisane poniżej. Nasza firma dołoży wszelkich starań, aby spełnić oczekiwania naszych Klientów w zakresie laboratoryjnych linii do filamentu.

Ponieważ filamentom do drukarek 3D pracujących z wykorzystaniem technologii FDM stawiane są bardzo wysokie wymagania dotyczące jednorodności, średnicy oraz owalności linie służce do ich produkcji również musza spełniać wysokie wymagania:

Laboratoryjna linia do produkcji filamentu do drukarek 3D musi mieć modułowa konstrukcje podatną na modyfikacje urządzeń i procesu wytwórczego. Wszystkie urządzenia zastosowane w linii musza być łatwe do czyszczenia.
Wytłaczarka zastosowana w linii musi posiadać wysoką zdolność do wytłaczania jednorodnego stopu wysokiej jednorodności. Parametry takie jak prędkość obrotowa ślimaka, temperatury strefy karmienia, temperatury stref układu uplastyczniającego powinny być bardzo stabilne w długich okresach. Wymaga to zastosowania nowoczesnych napędów o wysokiej stabilności oraz pozwalających regulować prędkość obrotową w szerokim zakresie. Wymagania stawiane układom ogrzewającym i chłodzącym cylinder wytłaczarki również są wysokie. Należy dobrze zaprojektować ten system oraz zastosować dobrej jakości regulatory temperatury najlepiej w postaci sterownika przemysłowego PLC. Program sterowania powinien pozwalać na dostosowanie profilu termicznego urządzenia do prowadzonego procesu produkcyjnego. Wytłaczarka powinna być przystosowana do łatwej i szybkiej wymiany ślimaka bez konieczności demontażu elementów linii.
Głowica jest tym elementem linii, który w zależności od narzędzia formującego, ustala ostateczny kształt wytłaczanej żyłki (filamentu). Wszystkie części mające kontakt z tworzywem są poddane procesowi azotowania, co pozwala na uzyskanie dużej odporności na ścieranie. Głowica jest grzana grzałkami opaskowymi i są w niej gniazda do podłączenia czujników temperatury oraz czujnika ciśnienia. Głowica do pompy tworzywa lub wytłaczarki powinna być mocowana za pomocą zamknięcia klinowego.
Głowica formująca żyłkę do drukarek 3D posiada dwa narzędzia do wytwarzania żyłki o średnicach 1,75 mm i 2,85 mm. Głowica jest grzana elektrycznie. Dokładność średnicy wytłoczonego filamentu nie jest gorsza niż ±0,05 [mm]. Wymiana narzędzia jest łatwa i nie wymaga stosowania specjalistycznych narzędzi. Wszystkie elementy głowicy mające styczność z tworzywem są azotowane do twardości 1000^oHV i na głębokość nie mniejszą niż 0,5 mm.
Linia może być wyposażona w dwie wanny chłodzące wytłaczany filament.
- Pierwsza wanna powinna na wejściu do wody zapewniać kalibrację wytłaczanego filamentu w celu poprawy kształtu i zachowania wymaganej średnicy. Pierwsza wanna powinna być wyposażona w urządzenia umożliwiające regulację oraz utrzymywanie stabilnej temperatury w zakresie do ok 80^oC.Obiegi wody procesowej oraz chłodzącej powinny być oddzielone siebie za pomocą wymiennika ciepła oraz obieg wody procesowej powinien umożliwiać precyzyjną regulacje przepływu.
- Druga w linii wanna ma za zadanie chłodzenie filamentu oraz powinna być wyposażona w system osuszana filamentu. Obiegi wody procesowej oraz chłodzącej powinny być oddzielone siebie za pomocą wymiennika ciepła oraz obieg wody procesowej powinien umożliwiać precyzyjną regulacje przepływu. Przepływ wody chłodzącej nie powinien powodować drgać chłodzonego filamentu.
Do transportu wytłaczanej (ekstrudowanej) żyłki lub filamentu, służy odciąg odbiorczy. Odciąg gąsienicowy jest rozwiązaniem uniwersalnym, ponieważ umożliwia transport profili o różnych przekrojach poprzecznych a nie tylko filamentu. Odciąg jest bardzo istotnym elementem linii, ponieważ odpowiada również za dokładność wymiarową żyłki lub filamentu. Precyzyjne sterowanie prędkością liniową pozwala na bardzo dokładną regulację wymiarów filamentu. Odciąg gąsienicowy współpracuje z urządzeniem pomiarowym. Wyniki pomiaru średnicy żyłki lub filamentu są analizowane przez cyfrowy system sterowania linią. Dzięki temu prędkość odciągu może być regulowana w taki sposób, aby zapewnić niezmienność wymiarową wytłaczanej żyłki lub filamentu. Odciąg powinien posiadać parę gąsienic o regulowanej odległości symetrycznie względem żyłki. Regulacja odległości gąsienic powinna być precyzyjna. Pomiar odległości wzajemnej gąsienic również powinien być precyzyjny. Odciąg powinien być wyposażony w dwa siniki [każda gąsienica napędzane jest niezależnie. Wszystkie funkcje odciągu powinny być sterowane z niezależnego dotykowego panelu operatora jest to bardzo użyteczne rozwiązanie ze względu na znaczna odległość odciągu od wytłaczarki.
Do pomiaru średnicy żyłki w dwóch lub trzech osiach, dla żyłki przeźroczystej i nieprzeźroczystej powinien służyć laserowy miernik z zintegrowanym wyświetlaczem pomiaru. Pomiar średnicy jest kluczowym elementem w procesie produkcji filamentu i powinien być realizowany z dokładnością sięgającą tysięcznych części mm.

Wymagania techniczne i użytkowe stawiane linii do produkcji filamentu do drukarek 3D są wysokie, dlatego oprogramowanie pozwalające na zarządzanie wszystkimi urządzeniami pracującymi w linii powinno zapewniać:

Ciągłą kontrole oraz wizualizację parametrów wytłaczania takich jak: ciśnienie, temperatura, obroty, moment obrotowy, zużycie energii.
Umożliwiać kontrolę oraz sterowanie procesem i urządzeniami linii.
Można do tego dodać możliwość zapisu parametrów do bazy danych w celu późniejszej analizy i archiwizacji, wyświetlanie wykresów on-line oraz pracę w sieci zakładowej a nawet globalnej. Możliwość transmitowania parametrów pracy poprzez sieć Ethernet w dowolne miejsce na komputery, tablety itp.
Oprogramowanie lini powinno posiadać możliwość dostosowania do oczekiwań klientów.
Linia może być nadzorowana oraz serwisowana poprzez sieć Ethernet [Internet].
Linia może być sterowana bezprzewodowo z poziomu tabletu[opcja].

Dołożyliśmy wszelkich starań, aby informacje o naszych produktach były poprawne merytorycznie. Prosimy dane techniczne urządzeń traktować jako orientacyjne, ponieważ w sposób ciągły doskonalimy nasze produkty dostosowując je do zmieniających się technologii. Przedstawiona oferta ma charakter informacyjny i nie stanowi oferty handlowej w rozumieniu artykułów Kodeksu Cywilnego

Nezbędne Akceptujesz przechowywanie danych i ciasteczek niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania strony. Te pliki cookie są wymagane do zapewnienia podstawowych funkcji, takich jak bezpieczeństwo, zarządzanie siecią oraz dostępność strony. Nie są one używane do śledzenia Twojej aktywności na stronie i nie wymagają Twojej zgody zgodnie z obowiązującymi przepisami
Wydajność i analityka Zaznaczając tę opcję, wyrażasz zgodę na przechowywanie danych i ciasteczek służących do analizy Twoich zachowań na naszej stronie. Pozwala to na zbieranie informacji o tym, jak korzystasz z naszej strony internetowej, w tym które strony odwiedzasz najczęściej oraz jak poruszasz się między sekcjami. Informacje te są wykorzystywane do ulepszania strony i dostosowywania jej do potrzeb użytkowników
Personalizacja reklam Ta opcja umożliwia przechowywanie plików cookie i danych w celu dostosowania reklam do Twoich zainteresowań, zarówno na tej stronie, jak i poza nią. Umożliwia to zbieranie i analizowanie Twojego zachowania na stronie w celu dostarczania ukierunkowanych reklam, które lepiej odpowiadają Twoim preferencjom oraz mierzenia skuteczności tych reklam.
Personalizacja strony Wybierając tę opcję, wyrażasz zgodę na używanie plików cookie oraz danych do poprawy Twojego doświadczenia na stronie poprzez personalizację treści i funkcji na podstawie Twoich wzorców użytkowania i preferencji. Obejmuje to dostosowywanie układów, rekomendacje treści oraz inne funkcjonalności strony, aby nawigacja była bardziej relewantna i angażująca.