W dniach 15-18.11 2022 r. we Frankfurcie nad Menem odbyły się jedne z największych targów technologii addytywnych – Formnext 2022. Jak podają organizatorzy w ósmej edycji wydarzenia wzięło udział ponad 800 wystawców a odwiedzających było blisko 30 tysięcy. W czasie czterech dni targowych miały miejsce liczne premiery nowych urządzeń i rozwiązań, w tym nowe bądź ulepszone modele drukarek 3D, nowe materiały eksploatacyjne – od drewna po ceramikę, rozwiązania w zakresie oprogramowania, usług, przetwarzania końcowego i wiele innych. Obok zagranicznych producentów takich jak CNC Barcenas czy CEAD zajmujących się m. in. opracowaniem druku z granulatu, ze swoim prototypem zaprezentowała się również firma PPHU POLIGRAF z Gorzowa Wielkopolskiego.
Jak wynika z wielu raportów, technologie przyrostowe w tym FDM/DPE z roku na rok cieszą się coraz większą popularnością i stanowią znaczną część rynku technologii przyrostowych. Powołując się na Wohlers Report 2021 rynek branży technologii przyrostowych wzrósł tylko w 2020 roku o 7,5% sięgając aż 12,8 biliona USD. Widoczny jest znaczący rozwój maszyn i rozwiązań dotyczących bezpośredniej ekstruzji z granulatu. Firmy z całego świata prezentowały swoje możliwości oraz opracowane innowacyjne zaawansowane komponenty.
W ramach prowadzonego przez PPHU POLIGRAF projektu: „ProtoPlastMaker 4.0. Innowacyjne centrum addytywno-skrawającej obróbki tworzyw sztucznych, odpowiadające na potrzeby prototypowania w przemyśle 4.0” dofinansowanego z Funduszy Europejskich, powstała nowoczesna maszyna o podstawowej przestrzeni roboczej 1m x 1m x 2m, pozwalająca na druk 3D elementów bezpośrednio z granulatów tworzyw sztucznych oraz obróbkę w 5 osiach bez konieczności demontowania wydrukowanego elementu. Projekt realizowany był przy współpracy z Wydziałem Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie.
ProtoPlastMaker 4.0 to połączenie największych atutów technologii addytywnej (ekstruder drukujący) i ubytkowej (wrzeciono frezujące). Takie rozwiązanie umożliwia szybko i precyzyjne wyprodukowanie detali architektonicznych, elementów konstrukcyjnych czy części karoserii. Maszyna umożliwia drukowanie bezpośrednio z granulatu oraz obróbkę skrawaniem w 5ciu osiach w jednym w pełni zautomatyzowanym kroku technologicznym. Możliwe jest drukowanie 3D detali wielkogabarytowych o skomplikowanych geometriach z uwzględnieniem naddatków lub zagęszczeniem ścieżki w miejscach przeznaczonych do późniejszej obróbki skrawaniem.
Unikalną cechą maszyny jest pełna obsługa języka G-kod. Nie ma potrzeby znajomości języka programowania robotów czy konwersji G-kodu. Wszystkie operacje wykonywane na maszynie mogą być sterowane za pomocą standardowego G-kodu, który może być napisany ręczenie lub wygenerowany z dowolnego oprogramowania zarówno dla procesu druku 3D jak i frezowania. Jednak dla zapewnienia jak największej intuicyjności obsługi ProtoPlastMaker 4.0 posiada rekomendowane oprogramowanie oraz specjalne wtyczki/pluginy dla programów Ultimaker Cura oraz SolidWorks do druku 3D oraz SolicDAM dla operacji frezowania 5 osiowego. Takie rozwiązanie pozwala zachować ciągłość pracy projektanta i technologa. Model przegotowany w oprogramowaniu SolidWorks jest bezpośrednio eksportowany do programu Ultimaker Cura. Gdzie przeprowadzany jest proces wygenerowania ścieżki druku w postaci programu G-kod. Tak przygotowany program można bezpośrednio wgrać do pamięci sterowania i rozpocząć proces druku 3D.
Zespół PRINT-ME we współpracy z Zachodniopomorskim Uniwersytetem Technologicznym w Szczecinie opracował także autorskie rozwiązanie ekstruzji, czyli tzw. głowicy drukującej bezpośrednio z granulatu, która jest w stanie wytłoczyć 10 kg tworzywa w ciągu godziny w standardowej wersji oraz nawet 20 kg/h w wersji XL. Rozwiązanie jest na tyle innowacyjne i nowatorskie, że jest w trakcie zabezpieczenia praw własności intelektualnej Europejskim Zgłoszeniem Patentowym. Opracowana w ramach projektu konstrukcja ekstrudera, umożliwia druk ze 100% wypełnieniem z czystych tworzyw, polimerów kompozytowych, tworzyw wzmacnianych włóknem ciągłym, mieszanek polimerowo- betonowych oraz betonu. Ekstruder wyposażony jest w system retrakcji o bardzo dynamicznym charakterze pracy bazujący na podciśnieniu.
ProtoPlastMaker 4.0 jest szczególnie dedykowany do zastosowań w profesjonalnych firmach
produkujących duże i wielkogabarytowe detale z tworzyw sztucznych oraz kompozytów
zarówno dla produkcji seryjnej, jednostkowej jak i w działach R&D. Szczególnie ciekawym zastosowaniem jest wytwarzanie drukowanych małoseryjnych form wtryskowych lub do odlewów z żywic epoksydowych. Do produkcji takich form dedykowane są specjalnie dobrane granulaty tworzyw sztucznych. Wybrana forma jest najpierw drukowana z użyciem ekstrudera, a następnie wykańczana z użyciem wysokoobrotowego wrzeciona.
Zastosowanie druku 3D pozwala na wydruk już wstępnie ukształtowanej formy, bez konieczności stosowania naddatków materiału. Następnie z zastosowaniem wrzeciona forma jest wykańczana zgrubnie i wykończeniowo, wykonywane są także otwory konstrukcyjne i technologiczne.
Rozpoczęcie sprzedaży centrum addytywno- subtraktywnego ProtoPlast Maker 4.0 przewidziane jest na 2023 rok.
Artykuł jest finansowany w ramach projektu numer RPLB.01.01.00-08-0020/19 – Oś Priorytetowa 1 – Gospodarka i innowacje, Działania 1.1 Badania i Innowacje – I typu projektu – Projekty B + R przedsiębiorstw w województwie Lubuskim.
