Robuste und schmierfreie Linearführungen in 3D-Drucker für den Ausbildungsbereich

Steckbrief

• Was wurde benötigt: Dieser 3D-Drucker für Ausbildungsbetriebe sollte einfache zu bedienen sein und zuverlässig funktionieren. Es brauchte schmierfreie, robuste, zuverlässige und kostengünstige Komponenten.
• Lösung: Linearlager aus dem drylin W-Baukasten, Energieführungen der Serie E2.1 micro
• Branche: 3D-Druck
• Erfolg für den Kunden: Die drylin W-Linearschienen arbeiten komplett schmierfrei und laufruhig. Und die Energieketten der Serie E2.1 micro arbeiten durch ihre hohe Robustheit zuverlässig und führen die Leitungen sicher und flexiblel.

Der 3D-Drucker von fabmaker wird an Ausbildungsbetriebe geliefert. Als Lehrmittel sollen alle Komponenten möglichst wartungsfrei und langlebig arbeiten.

Problem

Das Unternehmen fabmaker hat es sich zum Ziel gesetzt, die Menschen an die Technologie des 3D-Drucks heranzuführen.
Schüler an Grund- und weiterführenden Schulen, Auszubildende in Betrieben und Studenten an Hoch- und Fachschulen sollen lernen, was mit dieser Technologie alles möglich ist. Daher sollte ein 3D-Drucker mit zwei Druckköpfen entwickelt werden, der leicht zu bedienen und sicher ist, zuverlässig funktioniert, und dank seiner technischen Eigenschaften und Software professionelle Ergebnisse liefert.
Eines der Hauptkriterien war die präzise, erschütterungsfreie Positionierung der beiden Druckköpfe, durch deren Düsen die auf 250 °C erhitzten Filamente fließen, die im Schmelzschichtverfahren die gewünschten Konturen entstehen lassen. Es war zwar der Anspruch „nicht so genau wie möglich, sondern so genau wie nötig“, doch was das heißt, zeigt die erreichte Positioniergenauigkeit der Düsen: 0,0125 Millimeter.
Voraussetzung dafür ist natürlich eine hochgenaue Linearführung, auf welcher die Druckköpfe in x-, y- und z-Richtung verfahren werden. Diese Führung sollte aber nicht nur präzise sein, sondern auch noch schmiermittel- und möglichst wartungsfrei. Gerade die Schmiermittelfreiheit war ein Muss. So wäre es fatal, wenn bei Temperaturen oberhalb von zweihundert Grad Schmiermittel wie Öl oder Fett austreten und das zu druckende Objekt oder den Arbeitsraum verunreinigen. Die notwendige Wartungsfreiheit ergab sich aus dem Anspruch, einen Bildungsdrucker zu schaffen, der als Lehrmittel immer verfügbar ist und viele Jahre lang ausfallsicher funktioniert. Zudem sind die Menschen, die an die 3D-Druck-Technologie herangeführt werden sollen, technisch ganz unterschiedlich vorgebildet. Der Drucker muss daher Fehlbedienungen verzeihen können. Last but not least sollte der Preis für eine solche Linearführung „im Rahmen bleiben“.

Lösung

Anhand dieser Spezifikationen schaute sich fabmaker auf dem Markt nach einer solchen Linearführung um, verglich verschiedene Produkte unterschiedlicher Anbieter, testete, verwarf. Als das Braunschweiger Jungunternehmen schließlich mit uns in Kontakt kam, empfahlen wir eine vorkonfektionierte Linearführung aus dem drylin W-Baukasten.
Dank Gleitfolien aus iglidur Hochleistungspolymeren ist die Linearführung komplett schmierfrei, was im Arbeitsraum eines 3D-Druckers vermeidet, dass sich Staub und Schmutz an der Führung ablegt. Daneben bewegen sich die drylin W-Führungen gegenüber kugelumlaufgeführten Wagen „flüsterleise“. Ihre Profilschienen bestehen aus hartanodisiertem Aluminium, das für optimale Reibeigenschaften, geringen Verschleiß sowie für Leichtbau steht.
Und auch die Energieführungsketten in den Bildungsdruckern bezieht fabmaker von uns. Angesichts der vielfältigen Möglichkeiten erhielt das Jungunternehmen zunächst eine fundierte technische Beratung von uns darüber, mit welchem Kettentyp sich die Anforderungen am besten realisieren lassen.
Für ihren 3D-Drucker braucht fabmaker zwei e-ketten. Eine, die stehend in der vertikalen z-Achse läuft und die Steuer- und Versorgungsleitungen für das Druckbett sicher führt und eine freitragende für die Steuer- und Versorgungsleitungen für die Druckköpfe in der horizontalen x-/y-Achse. Die Ketten sollen natürlich wartungsfrei sein und zudem einen möglichst geringen Biegeradius haben, damit sie nicht so weit in den Arbeitsraum hineinreichen. Außerdem sollte die in der Horizontalen laufende Energieführungskette nicht durchhängen. Die kompakte und stabile Energiekette der Serie E2.1 micro schaffte hier Abhilfe, die heute gegenläufig zu den Druckköpfen geführt wird. Dieser Kettentyp eignet sich für freitragende Anwendungen bis 0,75 Metern. Er ist robust, leise laufend und bietet Innenbreiten bis 50 Millimeter, wobei die glatten Konturen größtmögliche Kabelschonung garantieren.
Und die Kunden des jungen Unternehmens? Die sind mit den 3D-Druckern offensichtlich zufrieden. So wurde noch kein Gerät aufgrund eines technischen Defektes wieder zu fabmaker zurückgeschickt.

Die Energieketten der Serie E2.1 micro erlauben eine sichere Leitungsführung während die drylin W Linearschiene eine komplett schmier- und wartungsfreie Funktion erlaubt.