Die Ernst-Abbe-Hochschule Jena konnte ihr Forschungsprojekt zum großvolumigen 3D-Druck in Kooperation mit der Jenaer Antriebstechnik GmbH abschließen. Das etablierte Familienunternehmen ist führend, was branchen- und kundenspezifische Positionier- und Bewegungssysteme anbelangt, und verhalf der Hochschule zur erfolgreichen Umsetzung. Ziel des Projektes war es, einen 3D-Drucker mit Mehrachs-Antriebssystem für großvolumiges Schmelzschichten zu entwickeln. Um dies zu ermöglichen, konzipierte JAT das Positioniersystem für die bewegliche Bauplattform, die bis zu 90 kg Druckmaterial während des Druckvorgangs aufnehmen kann. Der fertiggestellte und betriebsbereite Drucker erlaubt einen Materialaustrag zwischen einem und sechs Kilogramm pro Stunde und bietet eine nahezu uneingeschränkte Werkstoffauswahl.
Entwicklung und technische Details
Ecostep-Motor (Bildnachweis: JAT)
Technologische Grundlage des großvolumigen 3D-Druckers bildet der Extrusionsprozess. Der Granulatextruder mit Druckdüse ist dabei fest am Maschinengestell montiert. Bezüglich der Antriebstechnik entschied sich das Unternehmen, sie in Form eines 3-Achs-Systems umzusetzen, wobei Spindelachsen mit vier Synchron-Servomotoren Ecostep 23S verwendet wurden. Das Achssystem, welches als Gantry konstruiert wurde, positioniert die Bauplattform in XYZ-Richtung. Das Besondere an dem großvolumigen 3D-Drucker ist die Synchronfahrt der Achsen und die hohe Positioniergenauigkeit. Diese Eigenschaften mussten über den gesamten Hub von 550 mm sichergestellt werden, was durch die Verwendung eines Servoverstärkers der Baureihe Ecovario möglich wurde. Nachdem JAT die Herausforderung gemeistert hat, nahm ein Applikationsingenieur das Antriebssystem in Betrieb, bevor es an die Hochschule übergeben wurde.
Über das Projekt
Die Ernst-Abbe-Hochschule Jena ist eine von neun Partnern und somit Mitglied des Netzwerkes der Technologie-Plattform „Virtuelle Produkt- und Prozessentwicklung und -optimierung“. VIPO hat – wie es der Name schon andeutet – das Ziel, virtuelle Produkt- und Prozessoptimierung entlang des Wertschöpfungskreislaufs so früh wie möglich zu implementieren. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.
Ebenso in das Projekt involviert, ist das Transferzentrum „Add-on 3D-Druck“. Diese Plattform macht das Ergebnis des Verbundprojektes für einen breiten Interessentenkreis zugänglich, indem verschiedene Vorführungen im Labor einen Wissenstransfer ermöglichen. Deshalb ist der 3D-Drucker auch Bestandteil dieses Transferzentrums. Nicht zuletzt, verweist Add-on 3D-Druck auf die „ag-bliedtner“, auf deren Website Informationen zu aktuellen und abgeschlossenen Forschungsprojekten der Ernst-Abbe-Hochschule Jena zugänglich sind.
Das 3D-Drucker Antriebssystem (Bildnachweis: JAT)
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