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Omni3D – Patent für Factory 2.0 Drucker

Der 3D-Druck findet in vielen Industriezweigen Anwendung. Seine Bedeutung wird in den kommenden Jahren vor allem im Bereich Prototyping und Low-Cost-Printing zunehmen. Firmen benötigen energiesparende Drucker, genau wie den Factory 2.0

Das Unternehmen Omni3D hat zwei innovative Lösungen patentiert, die in Factory 2.0-Druckern zum Einsatz kommen und tiefere Energieeinsparungen ermöglichen. Der direkte Grund für ihre Entwicklung war die Notwendigkeit, Energieverluste beim Drucken zu beseitigen.

Das Energiesparen im Bereich des 3D-Drucks ist nicht nur eine Absicht, die noch unerfüllt bleibt. Omni3D hat effektive Lösungen entwickelt und implementiert, für die ihre Kunden den Factory 2.0-Drucker so sehr schätzen. Es ist eines der wenigen Energiespatente im Bereich des 3D-Drucks – erklärt Paweł Robak, CEO von Omni3D.

Das erste Patent betrifft einen Druckkopf für den räumlichen Druck. Die in OMNI3D-Druckern verwendete Lösung verwendet ein innovatives System eines Blocks von Flüssigkeitskühlung und einer Extrudermaschine (ein Element, das das Material prägt). Dank der Flüssigkeitskühlung wird eine konstante, niedrige Temperatur des extrudierten Materials aufrechterhalten, was eine störungsfreie Bereitstellung des Baustoffs ermöglicht. Ein zusätzlicher Vorteil der Verwendung von Flüssigkeitskühlung ist das verringerte Gewicht des Extruders, was ein schnelleres und präziseres Drucken ermöglicht.

Ein 3D-Drucker, der mit Industriematerialien wie ABS (in der Automobilindustrie) arbeitet, muss eine geschlossene, beheizte Arbeitskammer haben. Einerseits sorgt eine höhere Temperatur für eine optimale Druckumgebung. Andererseits wirkt sich dies nachteilig auf die Arbeit des Prägeelements, des sogenannten Extruders, aus. In dem Extruder wird unter Verwendung eines Zahnrad, das von einem Schrittmotor angetrieben wird, Druckfilament in den Druckkopf befördert. Der Mechanismus, der das Filament bereitstellt, bewirkt, dass Spannungen im Filament auftreten. Wenn die Temperatur des Systems die Erweichungstemperatur des Filaments übersteigt, kann es zu Problemen mit der Materialbereitstellung kommen, die zum Beispiel durch Umwickeln des Filaments verursacht werden.

Die zweite Lösung betrifft eine 3D-Drucker-Arbeitsplattform und einen 3D-Drucker, der mit einer solchen Plattform ausgestattet ist. In diesem Fall besteht das technologische Problem darin, eine höhere Temperatur in der Arbeitskammer eines Druckers bei gleichmäßiger Wärmeverteilung aufrechtzuerhalten, um die Spannungen innerhalb der gedruckten Elemente zu minimieren.

Um den Energieverbrauch und die Kosten eines Druckers zu senken, umfasst das Patent die Verwendung eines Heizelements, das zwei Funktionen auf einmal erfüllt, d. H. Die Oberfläche der Arbeitsplattform erwärmt und die Kammer des Druckers erwärmt wird. Omni3D hat eine optimale Energieabteilung entwickelt, die durch ein System von Lüftern realisiert wird, die die Wärme von einer Heizeinheit in die Kammer eines Druckers verteilen. Die Lüfter werden mit einem speziellen Algorithmus betrieben, der es ermöglicht, die vorgegebene Temperatur der Plattform und der Kammer zu erreichen und aufrechtzuerhalten.

Ein weiteres Ergebnis war die Entwicklung einer innovativen Lösung mit einem Vorhang, der die Arbeitskammer so teilt, dass die erwärmte Luft nur im Bereich des Modellbaus genutzt wird und nicht in der gesamten Kubatur der Arbeitskammer. Bei der anfänglichen Druckstufe wird nur der obere Teil der Arbeitskammer erhitzt. Wenn das Druckmodell erstellt wird, senkt sich die Arbeitsplattform mit einer genau festgelegten Geschwindigkeit ab, wenn die nächsten Schichten des Modells gedruckt werden. Die Membran der Kammer bewegt sich parallel zur Arbeitsplattform. Die Kammerheizzone erstreckt sich im Verlauf des Druckvorgangs und erreicht den Maximalwert nur für Modelle, deren Höhe in der Nähe der maximalen Druckgröße liegt (im Fall des Factory 2.0-Druckers – 500 mm). Mit einer solchen innovativen Lösung kann der Energieverbrauch erheblich gesenkt werden.

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