Bei Actuonix sehen wir unsere Aktuatoren häufig in Anwendungen zum Einsatz kommen, für die wir sie ursprünglich nicht entwickelt haben. Der 3D-Druck ist dafür ein gutes Beispiel. Die meiste Aufmerksamkeit gilt bei einem Drucker der offensichtlichen Bewegung: dem Druckkopf, der über das Druckbett fährt, und der Plattform, die sich Schicht für Schicht entlang der Z-Achse verschiebt. Daneben laufen kleinere Bewegungsabläufe ab, die erst dann auffallen, wenn ein Druckvorgang fehlschlägt.
Zwei davon sind besonders wichtig. Die eine steuert die Materialzufuhr, die andere hält die Bauplattform eben. Beide wirken auf den ersten Blick unscheinbar, doch wenn eine von ihnen ungenau arbeitet, ist das Bauteil unbrauchbar. Deshalb erfordern beide präzise und wiederholbare Bewegungen.
Einsatz von Aktuatoren in der Materialzuführungssteuerung
Die meisten Desktop-Drucker verarbeiten ein einzelnes Filament durch einen einzigen Extruder, und diese Konfiguration ist relativ einfach zu bedienen. Produktionslinien und Multimaterialmaschinen sind komplexer. Sie verwenden oft mehrere Extruder, um mehrere Materialien im selben Druckvorgang zu verarbeiten.
Bei einem Kundenprojekt verwendete das Zuführungssystem zwei PQ12 Mikro-Linearantriebe, jeweils einer pro Zuführung, wobei jeder Aktor unabhängig angesteuert wird, um während des Druckvorgangs zwischen zwei Materialien auszuwählen.
Diese unabhängige Ansteuerung ermöglicht den praktischen Einsatz von Multimaterialdruck. Jeder PQ12 steuert seinen eigenen Materialzufuhrweg, befördert das Material bei Bedarf hinein und zieht es zurück, sobald ein anderes Material benötigt wird. Ein gemeinsamer Antrieb kann das Material nur nach einer festgelegten mechanischen Reihenfolge zuführen. Durch die Verwendung eines dedizierten Aktuators für jede Materialzufuhr kann der Drucker das benötigte Material in beliebiger Reihenfolge auswählen, ohne auf einen gemeinsamen Indexierungsmechanismus angewiesen zu sein.
Die PQ12 überzeugt durch ihre Größe und Kontrollierbarkeit, nicht durch ihre Kraft. Sie eignet sich unter anderem aus folgenden Gründen für eine Zuführung:
- Es handelt sich um die kleinste und leichteste Einheit, die Actuonix herstellt, sodass ein Paar nur minimales Gewicht hinzufügt.
- Durch das schlanke Gehäuse können zwei Aktuatoren nebeneinander in einer kompakten Baugruppe angeordnet werden.
- Jeder Aktor ist ein vollständiges, in sich geschlossenes Bewegungsgerät und kein Motor, der eine separate mechanische Verpackung benötigt.
- Die Positionsrückmeldungsoption macht jeden Vorschubhub wiederholbar und trägt so dazu bei, dass in jedem Zyklus eine gleichmäßige Materialbewegung gewährleistet wird.
Aktuatoren in der automatischen Bettnivellierung
Eine beheizte Bauplatte ist nie vollkommen plan und bleibt während des Betriebs nicht fixiert. Wärmeausdehnung, eine leicht gewölbte Platte oder eine sich mit der Zeit lockernde Rändelschraube können den Abstand zwischen Düse und Baufläche verändern.
Die manuelle Nivellierung mit einer Fühlerlehre oder einem Blatt Papier mag für einen einzelnen Druck funktionieren. Bei wiederholten Drucken ist sie jedoch weniger zuverlässig. Vor allem ist sie weniger zuverlässig und zeitaufwändiger als die automatische Nivellierung.
Die automatische Bettnivellierung macht manuelle Justierungen überflüssig. Der Drucker prüft die Druckplatte an mehreren Punkten, erfasst die Höhenabweichung und nutzt diese Messwerte, um einen gleichmäßigen Düsenabstand zu gewährleisten. Bei Geräten, die das Druckbett physisch korrigieren, anstatt dies nur per Firmware zu kompensieren, heben oder senken kleine, unter der Plattform montierte Aktuatoren die Bettecken auf Befehl. Diese Korrekturen sind gering und werden kontinuierlich wiederholt, sodass der Aktuator ohne Abweichung in die Ausgangsposition zurückkehren muss.
Hier liegt der Vorteil eines Schrittmotors gegenüber einem Gleichstromantrieb mit Getriebe. Actuonix S20 Die Bewegung wird in Mikroschritten von 0.01 mm bis hinunter zu 0.3 Mikrometern erfasst und die Position wird auch nach dem Abschalten der Stromversorgung beibehalten, sofern die einwirkende Kraft unterhalb der im Datenblatt angegebenen zulässigen Rückantriebskraft bleibt. Dadurch wird sichergestellt, dass jede Ecke des Druckbetts exakt an der von der Firmware festgelegten Position bleibt.
Was ein Nivellieraktuator wirklich benötigt, lässt sich auf eine kurze Liste reduzieren:
- Die Schrittauflösung ist so fein, dass eine Korrektur nicht überschießt.
- Positionsfixierung bei ausgeschaltetem Gerät, damit das Druckbett während des Druckvorgangs nicht verrutscht.
- Ein 100-prozentiger Arbeitszyklus, da die Korrektur auch bei längeren Druckaufträgen fortgesetzt werden kann.
- Ein kompaktes Gehäuse, das unter eine beengte Montageplattform passt.
Der S20 deckt alle vier ab. Wenn die Bettkonstruktion schwerer ist, P8-Schrittmotor ermöglicht noch höhere Präzision bei gleichzeitig größerer Kraftreserve.
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Die Bewegung, die man in keinem Datenblatt findet.
Die Materialzufuhr ist eine Anwendung im 3D-Druck, die wir direkt anbieten, aber sie ist längst nicht die einzige. Ein Drucker kann Bewegungen an vielen anderen Stellen verbergen, darunter Filamentschneider, Werkzeugwechsler, automatische Teileentnahmesysteme und Gehäuselüftungen. Wenn Sie mehr über die einzelnen Komponenten erfahren möchten, empfehlen wir Ihnen unsere Erklärung zu diesem Thema. Funktionsweise von Linearantrieben Behandelt die Grundlagen.
Die Vergleichstabelle von Actuonix ordnet alle Modelle nach Kraft, Geschwindigkeit, Hub und Steuerungsart. Wenn sich ein Bauteil in Ihrer Konstruktion präzise und zuverlässig über eine kurze Strecke bewegen muss, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass bereits einer unserer Aktuatoren passt. Sollten Sie sich bei der Modellauswahl unsicher sein, empfiehlt sich ein Gespräch, bevor Sie sich für das falsche Bauteil entscheiden.
Häufig gestellte Fragen
Kann die Hitze eines beheizten Bettes den Aktuator beschädigen?
Bei unsachgemäßer Montage kann es zu Schäden kommen. Der S20 ist für Umgebungstemperaturen bis 40 °C und der P8 bis 50 °C ausgelegt, während eine beheizte Druckbettoberfläche deutlich höhere Temperaturen verträgt. Halten Sie den Aktuator mithilfe von Abstandshaltern von der Heizplatte fern, schützen Sie ihn vor direkter Strahlungswärme und stellen Sie sicher, dass er innerhalb des spezifizierten Umgebungstemperaturbereichs arbeitet. Innerhalb dieser Grenzen können beide Aktuatoren im Dauerbetrieb mit 100 % Einschaltdauer laufen.
Benötige ich Positionsrückmeldung, oder bleibt die Schrittfrequenz im offenen Regelkreis präzise?
Für die meisten Materialzuführungs- und automatischen Bettnivellierungsanwendungen ist der Schrittbetrieb im offenen Regelkreis ausreichend. Die Modelle S20 und P8 halten ihre Position durch Schrittzählung und behalten diese auch bei Stromausfall bei, sofern die Last unterhalb der Rückstellkraft des Aktuators bleibt. Wenn Ihre Anwendung nahe an der maximalen Kraftkapazität des Aktuators arbeitet, sollten Sie einen Encoder hinzufügen oder ein Modell mit höherer Kraft wählen, um Schrittverluste zu vermeiden.
Wie schnell können sich diese Aktuatoren bewegen?
Der PQ12 erreicht Geschwindigkeiten von bis zu 28 mm/s und eignet sich daher ideal für die kurzen, schnellen Hübe in Materialzuführungssystemen. Die Schrittmotoren S20 und P8 legen Wert auf Positioniergenauigkeit statt auf Geschwindigkeit; die Bewegung wird durch die Schrittfrequenz und nicht durch eine feste lineare Geschwindigkeit bestimmt. Für die automatische Bettnivellierung sind die erforderlichen Bewegungen extrem klein, daher ist Präzision im Allgemeinen wichtiger als maximale Geschwindigkeit.
Können Actuonix-Aktuatoren auch für andere Funktionen in einem 3D-Drucker verwendet werden?
Ja. Neben der Materialzuführung und der automatischen Bettnivellierung können Actuonix Mikro-Linearantriebe auch in Werkzeugwechsler, Filamentschneider, Gehäuselüftungssysteme, automatische Teileentnahmemechanismen und andere kompakte Bewegungssysteme integriert werden, bei denen eine präzise, wiederholbare lineare Bewegung erforderlich ist.
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Ob Sie ein Materialzuführungssystem, einen automatischen Bettnivellierungsmechanismus, einen Werkzeugwechsler oder eine andere Präzisionsbewegungseinheit konstruieren – Actuonix bietet kompakte Linearantriebe, die für zuverlässige und wiederholgenaue Leistung entwickelt wurden. Nutzen Sie unsere Auswahltool für Stellantriebe das richtige Modell finden, oder unser Team zu kontaktieren. um Ihre Anwendungs- oder OEM-Anforderungen zu besprechen.
