Kraftmessung prägt die Additive Fertigung

Die additive Fertigung (AM), ein innovatives Verfahren, das auch als 3D-Druck bekannt ist, steht im krassen Gegensatz zu den herkömmlichen Fertigungstechniken. Anstatt Material aus einem festen Block zu entfernen oder geschmolzenes Material zu formen, baut AM dreidimensionale Objekte Schicht für Schicht auf. Dieser einzigartige Ansatz eröffnet eine Welt der Möglichkeiten in der Fertigung.

Die additive Fertigung kann mit verschiedenen Materialien arbeiten, darunter Kunststoffe, Metalle, Keramik, Gele und Biomaterialien. Diese Vielseitigkeit erweitert die Anwendungsmöglichkeiten der additiven Fertigung und erfordert strenge Prüfprotokolle zur Validierung der Haltbarkeit, Festigkeit und Leistung des gewählten Materials. Interface-Produkte liefern wertvolle Daten für verschiedene Forschungs-, Test-, Prototyping- und Produktionsanwendungen der additiven Fertigung.

Die drei wichtigsten Trends in der additiven Fertigung mit Sensortechnologien

#1 Material: Die Forscher entwickeln ständig neue Materialien für den 3D-Druck. Dazu gehören Materialien mit einzigartigen Eigenschaften, wie z. B. biokompatible Materialien für medizinische Geräte oder starke und leichte Materialien für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt. Diese neuen Materialien erweitern die Anwendungsmöglichkeiten der additiven Fertigung. Sensoren für die Materialprüfung sind für die Übernahme zuverlässiger Produkte und Maschinen in die Produktion unerlässlich. Weitere Informationen finden Sie unter Kraftmessung ist für die Materialprüfung von grundlegender Bedeutung.

#2 Automatisierung: Die Zukunft der additiven Fertigung ist zunehmend automatisiert, was die Effizienz steigert und die Kosten senkt. Diese Automatisierung erstreckt sich auf verschiedene Aufgaben, vom Pulverhandling bis zur Nachbearbeitung und Qualitätskontrolle. Durch die Verringerung menschlicher Fehler und die Rationalisierung von Prozessen ist die Automatisierung nicht nur ein Schlagwort, sondern ein Schlüsselfaktor in der Entwicklung der additiven Fertigung. Kraftmessdosen, Drehmomentaufnehmer und mehrachsige Sensoren von Interface ermöglichen die Automatisierung, indem sie genaue Messdaten für die Entwicklung, den Einsatz und die Anpassung an die Automatisierung liefern. Erfahren Sie mehr über Kraftmesslösungen für fortschrittliche Fertigungsroboter.

#3 Großserienproduktion: Die additive Fertigung bewegt sich weg von ihrem bekannten Anwendungsfall, dem Prototyping. Unternehmen setzen zunehmend Anlagen für die additive Fertigung ein, um Endverbrauchsteile auch in hohen Stückzahlen zu produzieren, was auf die Entwicklung schnellerer und zuverlässigerer 3D-Drucktechnologien zurückzuführen ist. Die Herstellung komplexer Teile ohne herkömmliche Werkzeuge macht die additive Fertigung für die Produktion von Kleinserien oder kundenspezifischen Produkten attraktiv. Schnittstellensysteme für die Datenerfassung sind in Hochproduktionsumgebungen wertvoll, da sie den Bedienern von Anlagen und Produktion Entscheidungen in Echtzeit ermöglichen. Informieren Sie sich über die Fertigungs- und Produktionslösungen von Interface.

Diese sich abzeichnenden Trends sind auf genaue Qualitätsmessungen angewiesen, damit sie über die vielen Fertigungsstufen hinweg angenommen werden können. Die additive Fertigung bietet mehrere Vorteile, darunter Designfreiheit, weniger Abfall und schnelles Prototyping. Obwohl AM immer häufiger in der Produktion eingesetzt wird, wird es immer noch hauptsächlich für das Prototyping, die Herstellung kundenspezifischer Teile und die Fertigung von Kleinserien verwendet.

Lösungen zur Kraftmessung, eine Schlüsselkomponente in der additiven Fertigung, sind entscheidend für Innovation, Automatisierung und Produktion. Wie genau machen sie das?

Integration von Sensoren: Durch die Integration von Kraftsensoren direkt in gedruckte Teile können Ingenieure wertvolle Daten über die Belastung und Beanspruchung während des Betriebs gewinnen. Diese Daten fließen wieder in den Designprozess ein und ermöglichen eine Optimierung und die Herstellung von Teilen mit verbesserter Leistung.
Materialcharakterisierung: Mit Hilfe von Kraftmessinstrumenten können die mechanischen Eigenschaften neuer druckbarer Materialien bewertet werden, was zur Bestimmung ihrer Eignung für verschiedene Anwendungen beiträgt und die Entwicklung neuer Materialien für die additive Fertigung unterstützt.
Roboterkalibrierung und -steuerung: Eine präzise Kraftmessung ist für die Kalibrierung und Steuerung von Roboterarmen in additiven Fertigungsprozessen unerlässlich, um einen genauen Materialauftrag und einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten, Fehler zu reduzieren und die Effizienz der Automatisierung zu verbessern.
Prozessüberwachung: Sensoren können die Druckkräfte während des gesamten Bauprozesses kontinuierlich überwachen, wodurch Anomalien wie Düsenverstopfungen oder Unregelmäßigkeiten im Materialfluss in Echtzeit erkannt werden können. Eine frühzeitige Erkennung hilft, fehlerhafte Teile und Materialverschwendung zu vermeiden.
Qualitätskontrolle: Die Kraftmessung kann in Nachbearbeitungsschritte integriert werden, um die Maßhaltigkeit und mechanische Integrität der fertigen Teile zu beurteilen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Teile den Qualitätsstandards entsprechen, und der Bedarf an manueller Prüfung verringert.
In-Situ-Bearbeitung: Bei der additiven Fertigung können subtraktive Verfahren wie Fräsen oder Laserschneiden für komplexe Geometrien kombiniert werden. Die Kraftmessung hilft, diese Prozesse zu steuern, die Integrität der Teile zu erhalten und Schäden während der Bearbeitung zu vermeiden.

Erfahren Sie mehr in der Übersicht der additiven Fertigungslösungen von Interface.

Anwendungen der Additiven Fertigung

Tensile Testing for 3D Material

Ein Zugkrafttest an verschiedenen 3D-Druckmaterialien bis zum Versagen des Materials ist unerlässlich. Zu den verschiedenen 3D-Druckmaterialien, die in dieser Anwendung getestet wurden, gehörten PLA, PETG und ASA, um zu sehen, wie sie abschneiden. Der Kunde wollte die Qualität, Festigkeit, Elastizität und Steifigkeit des Materials testen. Die Standard-Präzisions-LowProfile™-Kraftmessdose 1200 von Interface wird in den Testrahmen des Kunden eingebaut. Der Zugversuch wird durchgeführt, und die Kraftergebnisse werden von der Wägezelle erfasst, die über das INF-USB3 Universal Serial Bus Single Channel PC Interface Module synchronisiert wird. Die mitgelieferte Software kann diese Ergebnisse auf dem PC des Kunden anzeigen. Erfahren Sie hier mehr über diese Anwendung.

Bedarfsgerechte Prothetik und Orthesen mit integrierten Kraftmesszellen

Prothesen und Orthesen müssen Gewicht tragen und sich während der Bewegung an unterschiedliche Belastungen anpassen. Ein statisches Design kann die dynamischen Kräfte, die täglich auftreten, nicht perfekt erfassen. Integrieren Sie mehrachsige Sensoren in das Prothesen- oder Orthesendesign. Diese Sensoren können Kräfte und Drehmomente messen, die an verschiedenen Punkten des Geräts wirken. Anhand der erfassten Daten kann das Design optimiert werden, um eine bessere Gewichtsverteilung, Druckentlastung und einen höheren Komfort für den Benutzer zu erreichen. Darüber hinaus können Echtzeitdaten die Ganganalyse überwachen und möglicherweise Prothesenfunktionen für eine verbesserte Mobilität steuern.

Force-Feedback-Druck

Genauigkeit und Qualität beim 3D-Druck von Teilen mit engen Toleranzen oder solchen, die für bestimmte Belastungen ausgelegt sind, erfordern die Aktivierung von Sensoren. Durch die Implementierung von Miniatur-Kraftmessdosen oder Kraftmessdosen in den 3D-Drucker können diese Sensoren beispielsweise die von der Düse ausgeübte Druckkraft in Echtzeit messen. Durch die Überwachung der Kraft kann der Drucker Druckparameter wie Materialfluss oder Geschwindigkeit anpassen, um gleichbleibende Teileabmessungen und Materialeigenschaften zu gewährleisten. Dadurch können Druckfehler reduziert und die Produktqualität verbessert werden. Mit dem 3D-Druck lassen sich komplexe Formen erstellen und mit Funktionen ausstatten, die die Leistung, die Benutzerfreundlichkeit und das Lernerlebnis verbessern. Erfahren Sie hier mehr über Druckerfeedback.

Lösungen zur Kraftmessung liefern wertvolle Daten und Einblicke in den gesamten Workflow der additiven Fertigung. Diese Daten sind entscheidend, um Innovationen in der Materialentwicklung und im Teiledesign voranzutreiben, Prozesse zu automatisieren und eine konsistente, hochwertige Produktion zu gewährleisten.

Wenden Sie sich an einen Anwendungsingenieur von Interface, um mehr über die Produkte zu erfahren, die sich am besten für Ihre additiven Fertigungsprojekte eignen.