PL | EN

Miniaturowe wytłaczarki laboratoryjne

Wytłaczarki laboratoryjne

Wytłaczarki laboratoryjne pilotażowe

Wtryskarki laboratoryjne oraz stanowiska do wytłaczania i wtrysku

Walcarki dwuwalcowe laboratoryjne do polimerów i gumy

Laboratoryjne linie z wytłaczarkami jedno i dwuślimakowymi

Linie do produkcji i badań filamentów dla drukarek 3D

Linie produkcyjne filamentów do drukarek 3D

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

Laboratoryjne linie do compoundingu i granulacji z wytłaczarkami mieszającymi

Drukarki 3D zasilane granulatem

Nawijarki do żyłek, taśm lub rurek przeznaczone dla linii wytłaczarkowych

Odciągi gąsienicowe oraz systemy cięcia wytłaczanych profili i rur

Pompy stopionego tworzywa lub gumy przeznaczone dla linii do wytłaczania

Laserowe mikromierze do pomiarów wymiarów geometrycznych

Promienniki podczerwieni

Linie produkcyjne filamentów do drukarek 3D

Linie do produkcji filamentów 3D z wytłaczarkami jednoślimakowymi 150m/min.
Linie do produkcji kompozytowych filamentów 3D z wytłaczarkami dwuślimakowymi 150m/min.

Linie produkcyjne filamentów dla drukarek 3D.

Technologia druku 3D dynamicznie rozwija się w wielu dziedzinach, od medycyny po przemysł lotniczy. Jednym z kluczowych elementów w druku 3D jest filament, czyli materiał, z którego powstają wydruki. Produkcja filamentów to skomplikowany proces, który napotyka wiele wyzwań technologicznych, ekonomicznych i ekologicznych. Filament do drukarek 3D to tak naprawdę żyłka o średnicy 1,75 mm lub 2,85 mm. Z jednej strony to prosty do wytworzenia produkt jednak w praktyce jego produkcja nastręcza wiele problemów i okazuje się trudnym zadaniem. Jakie są przyczyny tej trudności? Po pierwsze klienci oczekują, aby tolerancja średnicy filamentu dla średnicy 1,75 mm była lepsza niż +/- 0,05 mm w praktyce oczekuje się tolerancji +/- 0,02 mm. Należy wspomnieć ze klienci oczekują również, aby filament do drukarek 3D był okrągły a nie owalny. Spełnienie tych wymagań jest kluczowe dla jakości i powtarzalności wydruków 3D. Po drugie powyżej opisane wymagania musza być spełnione dla szerokiej gamy polimerów termoplastycznych oraz ich mieszanin oraz kompozytów. Dlatego zadanie nie jest łatwe do realizacji, powstaje wiele kombinacji polimerów o różnych właściwościach, których wytłaczanie bywa bardzo wymagającym procesem. Aby sprostać temu wyzwaniu należy posiadać szerokie kompetencje z zakresu przetwórstwa polimerów oraz ich kompozytów. Po trzecie linie do produkcji filamentów do drukarek 3D musza spełniać wysokie wymagania odnośnie parametrów technicznych oraz co najważniejsze musza być wiarygodne w zakresie pomiarów parametrów przetwórstwa oraz procesu regulacji tych parametrów.Filamenty do drukarek 3D są dostępne w różnorodnych materiałach, takich jak PLA, ABS, PETG, nylon, oraz wiele innych. Każdy z tych materiałów ma inne właściwości, co wpływa na sposób ich produkcji. Wyzwaniem jest zapewnienie odpowiednich warunków produkcyjnych dla każdego materiału oraz utrzymanie wysokiej jakości wytwarzanych filamentów.

Wyzwania związane z produkcją filamentów do drukarek 3D:

Z powyższych powodów linie do produkcji filamentów powinny  być zbudowane 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.

Nasze linie produkują filament o wysokiej precyzji. Powtarzalność wymiaru średnicy filamentu przy zachowaniu należytej owalności w osiach x y nie może być gorsza niż +/- 0,05 mm Odbiorcy filamentów często oczekują wyższej precyzji rzędu +/- 0,02-0,03 mm, nasze linie umożliwiają uzyskanie takich parametrów. Na liniach mogą być produkowane również inne filamenty, żyłki, rurki druty spawalnicze z tworzyw sztucznych. Układ uplastyczniający może zostać przystosowany do przetwarzania wymaganych tworzyw polimerowych.

Do wytłaczarek pracyjących w liniach oferujemy ślimaki o konfiguracji optymalnej dla różnych polimerów. Linie sąprzystosowane do produkcji filamentów o średnicach 1,75 mm, 2,85 mm, 3,00 mm. Możliwa jest produkcja innych średnic żyłek.Linie jest zbudowane z wielu urządzeń, wszystkie urządzenia tworzą całość i są sterowane cyfrowo poprzez łączącą je magistralę komunikacyjną, Operator komunikuje się z liniami poprzez trzy ekrany dotykowe, w tym jeden o dużej przekątnej ekranu, który umożliwia sterowanie całą linią. Ponadto systemy sterowania oraz zapisu danych mogą być dostosowane do wymagań klienta.

Oferowane konfiguracje linii do produkcji filamentów do drukarek 3D:

  • Linie do produkcji filamentów z wytłaczarkami jenoślimakowymi o średnicy 32 mm oraz długości cylindra L/D=32 lub l/D=36.

Te linie są sprawdzoną i niezawodną konstrukcją zapewniającą produkcję filamentów o wysokiej jakości i powtarzalności. Maksymalna prędkość linii wynosi 150m na minutę. O jakości tych linii świadczy fakt, że użytkownicy używają w swoich zakładach produkcyjnych po kilka takich linii. Te linie są dedykowane do produkcji filamentów o średnicy 1,75 mm, oczywiście mogą produkować filamenty żyłki i profile o innych wymiarach.

  • Linie do produkcji filamentów z wytłaczarkami jenoślimakowymi o średnicy 45 mm oraz długości cylindra L/D=32.

Te duże linie są przeznaczone do produkcji filamentów o średnicy 2,85 mm lub większych oraz profili. To są linie o większych gabarytach a zwłaszcza są dłuższe ze względu na konieczność wychłodzenia filamentów lub profili o większym przekroju poprzecznym przy wysokich prędkościach wytłaczania. Te linie mogą być wyposażone w wanny o różnej długości i konstrukcji oraz w magazyny o dłużej pojemności.

  • Linie do produkcji filamentów z wytłaczarkami dwuślimakowymi o średnicy 2x24 mm oraz długości cylindra L/D=40 lub L/D=48.

Linie do produkcji i badań filamentów z wytłaczarką dwuślimakową stanowią inną klasę urządzeń dedykowana do produkcji filamentów z materiałów które ze względów technologicznych nie mogą lub nie powinny być wielokrotnie topione i wytłaczane. Dzięki zastosowaniu w linii profesjonalnej wytłaczarki dwuślimakowej, która może posiadać bogate wyposażenie dodatkowe w postaci systemów dozowania bocznego oraz grawitacyjnego możliwe jest wytłaczanie filamentów kompozytowych wysoko napełnionych. Możliwe jest mieszanie polimerów, wytłaczanie reakcyjne oraz inne techniki dostępne dla wytłaczarek dwuślimakowych. Linie mogą też służyć do prowadzenia badań nad nowymi materiałami do produkcji filamentów. Linie mogą być konfigurowane z wytłaczarek oraz urządzeń dostępnych w ofercie firmy SiTech 3D co umożliwia dostosowanie do oczekiwań klientów w szerokim zakresie co jest istotne w dobie rosnącej świadomości ekologicznej, produkcja filamentów musi być bardziej ekologiczna i zrównoważona. Wyzwaniem jest zatem badanie alternatywnych, bardziej ekologicznych surowców i procesów produkcyjnych, wykorzystanie odnawialnych źródeł energii oraz minimalizacja odpadów poprzez recykling i odzyskiwanie materiałów.

Wymagania stawiane liniom do produkcji filamentu stosowanego w druku 3D.

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:

  • Przemysłowe linie do produkcji filamentu do drukarek 3D musza 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.

  • Linia powinna być wyposażona w pompę stopionego tworzywa w celu ograniczenia pulsacji ciśnienia tworzywa oraz zapewnienia stabilnego wypływu tworzywa z głowicy. Powinna być zapewniona możliwość korzystania linii bez użycia pompy tworzywa. Pompa powinna być wyposażona w precyzyjny i stabilny system regulacji temperatury stopu oraz przetworniki ciśnienia zastosowane na wejściu i wyjściu pompy.

  • 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 1000oHV i na głębokość nie mniejszą niż 0,5 mm.

  • Linia powinna 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 80oC.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.

  • Kompensator pionowy jest w istocie magazynem wytłaczanej żyłki, który odbiera wytłaczaną żyłkę w trakcie wymiany szpul na nawijarce dwuwrzecionowej. Kompensator pozwala operatorowi na łatwą zmianę szpuli bez konieczności przerywania procesu wytłaczania.

  • Nawijarka filamentu umożliwia nawijanie w ciągu technologicznym. Powinna być wyposażona w łatwy w obsłudze i niezawodny mechanizm mocowania szpul. Powinna być wyposażona w licznik długości nawiniętego filamentu oraz miernik siły naciągu, który zapewnia stały i stabilny naciąg filamentu. Wszystkie funkcje nawijarki są sterowane z niezależnego dotykowego panelu operatora wyposażonego w cyfrowy sterownik PLC. Zastosowanie ekranu dotykowego ułatwia obsługę, ponieważ operator nie jest zmuszony podchodzić do głównego panelu operatora umieszczanego zwykle przy wytłaczarce.

Wymagania techniczne i użytkowe stawiane linii do produkcji filamentu do drukarek 3D nie są małe, 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].

Zastosowanie pompy do stopu do produkcji filamentów do wytwarzania przyrostowego (druk 3D).

Druk 3D to forma technologii wytwarzania przyrostowego, w której trójwymiarowe obiekty powstają poprzez nakładanie kolejnych warstw materiału, aż do uzyskania przez obiekt pożądanego kształtu. Druk 3D daje projektantom produktów możliwość drukowania części i zespołów z materiałów o różnych właściwościach mechanicznych i fizycznych przy użyciu jednego procesu produkcyjnego. Dzięki tej technologii bryłowe obiekty 3D mogą być tworzone z cyfrowego planu, który jest tworzony na komputerze (np. rysunek CAD) lub skanowany za pomocą skanera 3D. Dzięki temu druk 3D umożliwia opracowanie prototypu w ułamku czasu i przy niższych kosztach w porównaniu z konwencjonalną obróbką skrawaniem. Wytłaczarki jednoślimakowe służą do wytwarzania tych filamentów z polimeru bazowego. Wytłaczarki jednoślimakowe charakteryzują się wysokim wzrostem ciśnienia i stałą wydajnością, co jest ważne dla utrzymania stałej średnicy filamentu. Charakter procesu wytłaczania dwuślimakowego i dwuślimakowego skutkuje lekko pulsującym przepływem na wyjściu wytłaczarki. Zjawisko pulsacji występuje z większym natężeniem w przypadku wytłaczarek dwuślimakowych i utrudnia utrzymanie stałej średnicy filamentu. W przypadku filamentów do drukarek 3D niezbędna jest stała średnica filamentu, ponieważ decyduje ona o jakości kształtu i stabilności końcowego drukowanego produktu. Dlatego stała wydajność ekstrudera jest niezbędna, aby osiągnąć pożądaną specyfikację filamentu. Rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie pompy stopionego polimeru umieszczonej pomiędzy ekstruderem a głowicą formującą filament. Pompa topiąca wykorzystuje dwa ściśle zazębiające się koła zębate, które obracają się, a następnie rozdzielają po stronie wlotowej pompy. Tworzy to wnękę i ssanie, które jest wypełniane przez stopiony materiał. Stopiony materiał jest transportowany przez koła zębate do strony wylotowej pompy, gdzie zazębienie kół zębatych wypiera stop. Ponieważ odległości mechaniczne są bardzo małe, stop jest skutecznie zabezpieczony przed wyciekiem do tyłu. Wytrzymała konstrukcja kół zębatych i obudowy pozwala na konstruowanie bardzo wysokich ciśnień (do 700 barów) oraz możliwość pompowania stopów o wysokiej lepkości. Kontrolując prędkość obrotową pompy polimeru można utrzymać stałe ciśnienie i przepływ stopionego polimeru z wysoką precyzją oraz wolne od pulsacji, co skutkuje wytłaczaniem filamentu o stałej średnicy.

Konkluzja.

Pompę stopionego polimeru możemy w praktyce traktować jak precyzyjny dozownik wolumetryczny. Zastosowanie pompy stopionego polimeru znacznie zmniejsza pulsację wydajności wytłaczarki jednoślimakowej i dwuślimakowej, a tym samym poprawia spójność średnicy wytłaczanego filamentu. Zastosowanie wytłaczarki dwuślimakowej z dołączoną pompą topiącą daje możliwość przekształcenia nowo utworzonych mieszanin lub kompozytów polimerowych bezpośrednio w precyzyjny filament, który może być stosowany w drukarkach 3D. Alternatywne metody produkcji mieszanin lub kompozytów polimerowych bez pomp stopu obejmują etap peletyzacji schłodzonej mieszanki i wykorzystanie tych peletów w późniejszym procesie wytłaczania jednoślimakowego do produkcji filamentu.

Zasada działania wytłaczarki i pompy stopionego tworzywa przy produkcji filamentu do drukarek 3D.

Rys.1 Zasada działania wytłaczarki i pompy stopionego tworzywa przy produkcji filamentu do drukarek 3D.

Wytłaczarka dedykowana do produkcji filamentu 3D z pompą tworzywa.

Rys.2 Wytłaczarka dedykowana do produkcji filamentów 3D z pompą tworzywa.

Wytłaczarka 45mm dedykowana do produkcji filamentu 3D z pompą tworzywa.

Rys.3 Wytłaczarka 45mm dedykowana do produkcji filamentów 3D z pompą tworzywa.

Wytłaczarka dwuślimakowa 2x24mm dedykowana do produkcji filamentu 3D z pompą tworzywa.

Rys.4 Wytłaczarka dwuślimakowa 2x24mm dedykowana do badania i produkcji filamentu 3D z pompą tworzywa.

X

Poproś o kontakt

Imię i nazwisko:

Nazwa Firmy

e-mail

Telefon

Treść:


chat logo
Zadzwoń