Zortrax Endureal: Noua imprimanta 3D industriala pentru polimeri de inalta temperatura

Productia avansata cu filamente de inalta performanta este acum posibila in ecosistemul Zortrax datorita Zortrax Endureal, noua imprimanta 3D industriala de generatia a treia. Impartirea in generatii de dispozitive 3D a fost facuta pe baza designului si specificitatii lor de functionare. Imprimantele 3D de prima generatie s-au bazat pe performantele la temperatura camerei. Masinile de a doua generatie, precum Zortrax Inventure, au introdus camere de imprimare inchise care ar putea fi incalzite la aproximativ 80 °C. Imprimantele 3D de a treia generatie, care intra acum pe piata, ofera capabilitati avansate de gestionare termica, unde un utilizator poate defini cu precizie temperatura camerei de imprimare pana la 200 °C. Manuel Garcia-Leiner, unul dintre liderii de gandire din industria de imprimare 3D, a propus, in 2019, impartirea imprimantelor 3D in aceste trei generatii si se potriveste perfect cu ecosistemul Zortrax, inclusiv cu noul dezvoltat Endureal. Acest dispozitiv de calitate industriala a fost conceput pentru a printa cu cei mai puternici polimeri de pe planeta intr-un sistem avansat de management termic. Iata cum functioneaza.

Solutii de management termic

Deoarece masina este destinata sectorului industrial, Endureal a fost conceput pentru a printa cu polimeri Z-PEI 9085 sau PEEK de inalta temperatura, care ofera proprietati excelente comparabile cu aliajele metalice, dar au o densitate si o greutate mai mici. Imprimarea 3D cu astfel de materiale necesita o functionare fara probleme a componentelor dispozitivului, precum si crearea unor conditii care implica frecvent temperaturi foarte ridicate. Ne-am asigurat ca imprimanta functioneaza pana la 480 °C, temperatura necesara pentru extrudarea materialului si poate mentine o stabilitate de 200 °C in camera de imprimare, ceea ce este mai mult decat suficient chiar si pentru cele mai exigente filamente de inalta temperatura. Prin urmare, construirea unei masini care sa reziste la astfel de setari ale procesului de imprimare a fost o provocare. Inginerii nostri au fost nevoiti sa selecteze meticulos materialele si componentele pentru hardware-ul imprimantei, precum si sa ia in considerare cu atentie principiile care ghideaza procesele pe care le va efectua. Din acest motiv, Endureal a fost proiectat in jurul a trei zone izolate termic: camera de imprimare, compartimentul extruderului si compartimentul cu filamente. Cu solutiile tehnologice avansate, temperatura mentinuta intr-una dintre aceste zone are un impact minim asupra celorlalte doua. Diferenta de temperatura dintre camera si compartimentul extruderului poate ajunge la peste 100°C. In plus, am reusit sa le permitem utilizatorilor sa regleze cu precizie temperaturile in cele trei puncte cheie in timpul procesului de imprimare, si anume in extruder, pe platforma de constructie si in camera de printare pentru a obtine cele mai bune performante posibile la imprimarea polimerilor de inalta temperatura.

Performanta sub control

Endureal pastreaza controlul deplin asupra fiecarei etape de construire a modelului, precum si asupra starii componentelor hardware. Imprimanta este echipata cu o serie de senzori care permit monitorizarea in timp real a extruziunii si functionarea pieselor cruciale. Sistemul de raspuns Blackout, deja dovedit in imprimantele noastre 3D seria M Plus si M300 Dual, este acolo pentru a salva progresul imprimarii atunci cand detecteaza o intrerupere a curentului. Endureal poate recupera pozitia exacta a extruderului si poate continua sa imprime din acelasi loc. In orice moment, utilizatorii pot monitoriza progresul imprimarii verificand imagini live de pe camera rezistenta la caldura instalata in camera de imprimare. Mai multi senzori separati sunt responsabili pentru detectarea problemelor legate de filamente, astfel incat utilizatorul va fi intotdeauna informat atunci cand filamentul s-a blocat sau pur si simplu s-a epuizat. Functionarea perfecta este asigurata si de senzorii de temperatura care previn supraincalzirea imprimantei, precum si de senzorii capacitivi si optici care masoara pozitia precisa a componentelor hardware. In plus, compartimentul filamentelor creeaza un mediu inchis cu cea mai optima temperatura si niveluri reduse de umiditate, care sunt potrivite pentru depozitarea materialelor foarte higroscopice. Toate aceste masuri de siguranta au fost incorporate in proiectarea Endureal pentru a asigura printarea neintrerupta si eficienta cu filamente care necesita prelucrare avansata tehnologic.

Procese cuprinzatoare pentru materiale de inalta temperatura

La procesarea materialelor de inalta temperatura in Zortrax Endureal, este necesar sa se efectueze anumite tratamente pre si post-imprimare. In afara de procesul de imprimare care trebuie sa aiba loc cu parametri termici adecvati, am redus tratamentul materialului la doi pasi care ajuta la obtinerea rezultatelor de imprimare dorite si a proprietatilor finale ale modelelor. Primul este uscarea filamentelor. Ar trebui efectuat inainte de tiparire pentru a reduce cantitatea de umiditate din material care, daca nu este indepartata, ar putea avea un impact negativ asupra proprietatilor termice si mecanice ale modelului tiparit. In mod similar, obiectele finite trebuie sa treaca printr-un proces controlat numit „recoacere”, in timpul caruia sunt incalzite la temperatura de tranzitie a sticlei (sub punctul de topire), mentinute la aceasta temperatura pentru o perioada de timp si apoi racite incet. Recoacerea disipeaza tensiunile acumulate in modele in timpul procesului de imprimare si imbunatateste semnificativ proprietatile fizice si mecanice fara a le modifica forma initiala. Ambele proceduri sunt efectuate in camera principala a Endureal si au optiuni dedicate in meniu. Solutiile introduse in aceasta imprimanta industriala 3D au facut ca prelucrarea filamentelor exigente sa fie la fel de usoara ca si lucrul cu ABS sau PLA standard. Cu un efort foarte mic necesar pentru tratarea materialelor, utilizatorii pot pur si simplu sa inceapa printarea si, dupa ceva timp, sa elimine suporturile din modelul tiparit.

Suport in Dual-Extrusion

Din moment ce doream ca Endureal sa prelucreze filamente cu rezistenta exceptionala si proprietati mecanice sporite, am stiut ca structurile de suport de printare aveau nevoie de o solutie bine gandita. Imprimanta pur si simplu nu putea folosi acelasi material atat pentru modele, cat si pentru suporturi. Ar genera costuri inutile si ar ingreuna post-procesarea modelului. Prin urmare, designul Endureal a inclus un sistem de extrudare duala inca de la inceput, deoarece permite utilizatorilor sa imprime structuri de suport adecvate pentru materialul model utilizat.

Am testat amanuntit atat materialele solubile, cat si cele breakaway, care sunt concepute pentru a facilita printarea 3D cu toate tipurile de polimeri suportati. Aceste materiale suport pot rezista la temperaturi ridicate si ofera stabilitate adecvata modelelor. Mai mult, aderenta in timpul procesului de printare este imbunatatita si mai mult datorita platformei de constructie din aluminiu acoperita cu un film PEI. Platforma pastreaza proprietati mecanice foarte bune la o gama larga de temperaturi care ating chiar 220°C. Legatura puternica dintre polimeri specializati si masini cu extrudare dubla va continua sa creasca si sa depaseasca asteptarile noastre in viitor. S-ar putea sa putem utiliza doua materiale diferite de inalta performanta simultan pentru a imprima piese compozite avansate cu proprietati care se potrivesc nevoilor specifice. Astfel de tehnologii sunt in curs de dezvoltare pentru Agentia Spatiala Europeana.

Aplicatii industriale multiple

Z-PEI 9085 este unul dintre materialele de printare 3D de inalta temperatura cu care este compatibil Zortrax Endureal. Acest polimer are o experienta dovedita in industria aerospatiala, unde este utilizat de producatorii mondiali pentru printarea componentelor ignifuge interioare ale aeronavelor. Are proprietati termice si mecanice comparabile cu aluminiul 6061. Dezvoltarile recente au aratat, de asemenea, un potential puternic de a utiliza acest material si in industria spatiala. Un cadru structural realizat din acelasi amestec de polieterimida pe care il folosim in Z-PEI 9085 a trecut cu succes testele de vibratii necesare pentru spatiul liber de zbor. Z-PEI 9085 este, de asemenea, unul dintre putinele materiale de imprimare 3D care a fost aprobat pentru a fi utilizat la bordul Statiei Spatiale Internationale datorita FST-ului sau scazut (Flacara, Fum, Toxicitate) si performantelor bune la testele de degazare.

Un alt material pe care industria spatiala l-a testat deja este PEEK. Componentele realizate cu acest polimer au fost testate in diverse conditii, inclusiv expunerea la mediul de orbita scazut al Pamantului in afara Statiei Spatiale Internationale. Probele au prezentat o degradare minima in vid sau cand au fost expuse la radiatii si la schimbari extreme de temperatura. De aceea, cercetatorii ar putea adapta piesele structurale imprimate PEEK cu proprietati foarte bune in ceea ce priveste rezistenta, stabilitatea si rezistenta la temperatura in lucrarea lor. Materialele PEEK sunt, de asemenea, biocompatibile, ceea ce deschide posibilitatea de a imprima 3D dispozitive medicale complet functionale, implantabile.

Zortrax Endureal este un echipament inovator care se potriveste perfect tuturor industriilor si domeniilor mentionate mai sus. Poate efectua toate procedurile esentiale necesare procesarii filamentelor de inalta performanta, de la uscare si imprimare la recoacere si asigura usurinta utilizarii si versatilitatea. Cel mai important, utilizatorii, in majoritatea cazurilor, pot efectua singuri intretinere si service fara a anula garantia, ceea ce reduce semnificativ timpul de nefunctionare, deoarece nu este nevoie sa asteptati tehnicieni de service calificati. Astfel, este o solutie unica adaptata exact nevoilor industriilor de inalta tehnologie.

Acest articol apartine Zortrax SA si poate fi lecturat in engleza AICI.

Traducerea in limba romana apartine Suntem3D.