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antriebstechnik 12/2019

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STEUERN UND

STEUERN UND AUTOMATISIEREN PC-BASED CONTROL DURCHSATZ IN DER ADDITIVEN FERTIGUNG ERHÖHT Die Nachbearbeitung von 3D-Druckteilen ist teils zeit- und kostenaufwändig. Um diesen Engpass im Fertigungsprozess zu beseitigen, hat ein amerikanisches Unternehmen eine Reihe von Maschinen mit einem neuartigen Verfahren entwickelt. Darunter ein Multifunktionssystem für die Entfernung von Stützmaterialien und die Oberflächenbehandlung, automatisiert mit PC-basierter Steuerungstechnik. Zu den Herausforderungen bei der Nachbearbeitung in der additiven Fertigung zählen die Oberflächenbearbeitung und die Entfernung von Stützmaterialien. Denn besonders beim Aufbau komplexer Geometrien und Strukturen per 3D-Druck kommen Stützmaterialien zum Einsatz. Das stellt sicher, dass das Werkstück bei der Herstellung nicht in sich zusammenfällt und die korrekte Form bis zum Ende des Druckprozesses beibehält. Anschließend müssen die Stützmaterialien aufwändig wieder entfernt werden. Die Oberfläche der gedruckten Teile aus Werkstoffen wie moderne Thermoplaste, lichtgehärtete Harze und Metalle muss außerdem nachbearbeitet werden, um das gewünschte Look- and-Feel zu erzielen und Fertigungsvorgaben hinsichtlich Größe, Genauigkeit und Oberflächenbeschaffenheit zu erfüllen. AUTOMATISIERTE ENDFERTIGUNG Postprocess Technologies mit Hauptsitz in Buffalo, New York, wurde 2013 mit der Vision gegründet, die zeit- und kostenaufwändige Nachbearbeitung von 3D-Druckteilen neu zu erfinden und so den Weg zur wirtschaftlichen Serienfertigung zu ebnen. Dabei wollte man die Sorgfalt und Genauigkeit einer manuellen Nachbearbeitung in ein schnelles, automatisiertes Finishing überführen. Das Start up entwickelte ein völlig neuartiges Verfahren, in dem statt spanender Werkzeuge eine Kombination aus chemischen Lösungsmitteln und Schleifmitteln sowie Druck und Temperatur eingesetzt wird. Daraus entstanden eine Josh Olsen ist Training Coordinator Nordamerika bei Beckhoff Automation LLC in Savage, Minnesota, USA 22 antriebstechnik 2019/12 www.antriebstechnik.de

STEUERN UND AUTOMATISIEREN Reihe verschiedener Maschinen für die Entfernung von Stützmaterialien oder die Oberflächenbehandlung. Jüngster Neuzugang im Produktportfolio ist die Hybrid DECI Duo, die erste multifunktionale Maschine, welche beide Verfahren in einem System kombiniert, und so wertvolle Stellfläche sparen hilft. Kern der Lösung ist die proprietäre Software Automat3D, die gestützt auf dem ebenfalls proprietären Agitations- Algorith mus (AGA) verschiedene Intensitätslevel in der Nachbearbeitung ermöglicht. Entwickelt wurde sie von Daniel J. Hutchinson, Postprocess-Gründer, aktueller President und Chief Technical Officer (CTO), der über einen fundierten Hintergrund in der Software entwicklung verfügt. Durch die individuelle Anpassung des Prozesses kann die Lösung den Anforderungen unterschiedlichster Teile-Geometrien gerecht werden, ohne dabei wichtige Strukturen zu zerstören. Wie wichtig das ist, erläutert Michael Frauens, verantwortlicher Ingenieur für Prozessentwicklung: „Schäden an Teilen bei der Oberflächenbearbeitung sind einfach keine Option. Häufig kosten 01 02 diese Teile zehntausende von Dollar und haben Wochen oder Monate für Entwicklung und Herstellung gebraucht. Die Automat3D-Software stellt sicher, dass alle Teile mit hoher Genauig keit bearbeitet werden – un abhängig von ihrer Geometrie.“ Sogar innenliegende Strukturen in schlecht zugänglichen Hohlräumen können auf diese Weise bearbeitet werden. Jeff Mize, CEO von Post process Technologies, erklärt: „Wir kombinieren Hardware, Software und Chemie in einer völlig neuartigen Art und Weise. Das versetzt uns in die Lage, eine automatisierte, intelligente und umfassende Lösung für die Nachbearbeitung von Materialien und Geometrien in der additiven Fertigung anzubieten und damit die Industrie 4.0 weiter voranzutreiben.“ KONVERGENZ VON AUTOMATISIERUNG UND IT Als Softwarespezialist Postprocess gemeinsam mit Maschinenbaupartner Keller Technology mit der Implementierung seiner Maschinen begann, suchte das Unternehmen nach zuverlässiger Automati sierungstechnik. Da die meisten 3D-Drucker nicht SPS-, sondern PC-gesteuert sind, fiel die Entscheidung auf die PC-basierte Steuerungstechnik von Beckhoff. Der Beckhoff Panel-PC CP6706 verfügt über einen 7"-Touchscreen sowie einen Multicore-Intel-Atom-Prozessor (4 Core) und dient als All-in-one-Steuerungs- und Bediengerät für das DECI-Duo-System. „Eine PC-basierte Plattform, die Windows-Betriebssystem und Tools wie Visual Studio kombiniert, passt ideal zu unseren Programmiermethoden, weil wir von Haus aus keine Steuerungsingenieure, sondern Informatiker sind“, erklärt Hutchinson, „die Konvergenz von Automatisierungs- und Informationstechnologie, wie Beckhoff sie bietet, vereinfacht außerdem die Kooperation der Entwickler aus verschiedenen Fachgebieten.” TwinCAT 3 PLC und NC/PTP übernimmt die Echtzeitautomati sierung der Teilebearbeitungsprozesse für das DECI-Duo-System. Als Standardantriebslösung nutzt Postprocess Servomotoren der Bau reihe AM8000 mit One Cable Technology (OCT) und EtherCAT- Servoverstärker AX5100. Hutchinson stellt fest: „Der AM8000 passt perfekt zu unseren Bedürfnissen. Eine kompakte Größe und minimale Verkabelung waren auf unserer Forderungsliste ganz oben und diese Motoren erfüllen alle Erwartungen. Außerdem vereinfacht die Kombination von OCT-Motoren, Servoverstärkern und EtherCAT als Antriebsbus die Inbetriebnahme sehr. EtherCAT ist das Standard-Kommunikationsprotokoll für alle Maschinen in der Serienfertigung 01 Der Panel-PC CP6706 mit 7"-Touchscreen fungiert als Steuerung und HMI für den einfachen Zugriff auf die Automat3D-Software und Visualisierung 02 Bei der Herstellung von 3D-Druckteilen kann der Einsatz von Stützmaterialien (hier weiß im Bild) erforderlich sein, welche bei der Nachbearbeitung wieder entfernt werden www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2019/12 23

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