[Estudo de Corpo ] Precisão da modelagem em impressora 3D aumentada em 10 vezes com o uso de interruptores sensíveis ao toque!
Mesa
Por que ocorrem defeitos de moldagem em impressoras 3D?
A procura por impressoras 3D está a crescer.
Na indústria manufatureira, agora é possível criar protótipos, peças personalizadas e outros produtos com designs complexos que eram difíceis de produzir usando métodos de fabricação convencionais. A demanda por impressoras 3D deve continuar crescendo, visto que elas são utilizadas em diversos outros setores, incluindo o médico, o da construção civil, o aeroespacial, o educacional, o alimentício e o da moda.
Por outro lado, para aqueles que trabalham com produção em impressoras 3D, vocês enfrentam algum dos seguintes problemas?
- Falhas frequentes na modelagem devido à precisão insuficiente .
- O tempo de produção foi desperdiçado e os prazos não foram cumpridos.
Este artigo apresenta o fabricante de impressoras 3D que alcançou modelagem de alta precisão ao instalar o interruptor de toque da METROL em sua impressora 3D.
Os resultados surpreendentes são:
- A precisão da modelagem aumentou 10 vezes.
- Tempo de modelagem: redução de 90% na taxa de falhas da primeira camada.
- A reprodutibilidade aumentou 10 O tempo acabou!
Por favor, continue a leitura!
O que você aprendeu com este artigo
- Por que as impressoras 3D produzem defeitos de moldagem?
- Como usar interruptores sensíveis ao toque para melhorar defeitos de moldagem
- Como usar interruptores que são úteis para designers
[Apresentação do entrevistado] Fabricante de impressoras 3D Nagoyakougei
Desta vez, entrevistamos Nagoyakougei co., Ltda.
Esta empresa fabrica impressoras 3D e opera um negócio de produção em pequenos lotes para produtos industriais e de consumo utilizando impressoras 3D.
Eles iniciaram o desenvolvimento em 2023, dizendo: "Se as impressoras 3D no mercado têm tantos problemas, vamos criar nossa própria impressora 3D ideal."
A empresa agora está atraindo atenção por seu produto principal, a impressora 3D "Senju" , a primeira impressora 3D comercial no Japão equipada com um trocador automático de bico.
A questão mais importante no desenvolvimento da impressora 3D é...
Este parágrafo explicará os desafios que Nagoyakougei enfrentou ao desenvolver suas impressoras 3D e como os superou.
Problema: 90% das falhas de moldagem são causadas por "moldagem inadequada da primeira camada".
Nagoyakougei acreditava que 90% dos defeitos em impressoras 3D em geral são causados por "defeitos na primeira camada devido à distorção da mesa de produção".
Causa: Distorção da mesa de moldagem que não pode ser corrigida.
Os seguintes efeitos negativos relacionados à mesa de moldagem são as principais causas de defeitos na primeira camada.
・Expansão térmica
• Arranhões, manchas e amassados na mesa
・Precisão dos guias
Esse tipo de distorção da mesa geralmente é detectado usando "sensores de proximidade", mas houve muitos casos em que a precisão da medição foi insuficiente para evitar a falha da primeira camada.
De que forma a impressora 3D melhorou drasticamente a precisão?
Nagoyakougei desenvolveu um método para medir e corrigir a distorção da mesa de moldagem, fator crucial para a precisão da moldagem, com extrema exatidão.
Solução: Utilize interruptores de toque de alta precisão em vez de sensores de proximidade.
Como solução, foram adotados "interruptores de toque de alta precisão do tipo contato" em substituição aos sensores de proximidade imprecisos.
Ao utilizar um interruptor de contato para medir com precisão a distorção da mesa de moldagem, que não podia ser detectada pelo sensor de proximidade, eles conseguiram corrigir a distorção da mesa que causa falhas de moldagem na primeira camada.
Como corrigir a distorção utilizando o Chave de toque
O processo para corrigir a distorção da mesa de modelagem usando os interruptores de toque é o seguinte:
1. Meça as coordenadas de vários locais na mesa com um interruptor de toque.
2. Enviar dados de medição para o controlador
3. Determinar a distorção da mesa com base nos dados de medição
4. Após a medição, o bico e o interruptor de toque são trocados por meio de troca automática de ferramentas, e a moldagem começa enquanto a altura da mesa é corrigida.
[Vídeo explicativo] Método de medição da mesa de moldagem usando um interruptor de toque
Assista ao vídeo abaixo para ver como medir a altura da mesa de modelagem usando o interruptor de toque.
Ao detectar múltiplos pontos na mesa com sensores de toque, é possível determinar a distorção de toda a superfície da mesa.
[Imagem] Tela do firmware mostrando a distorção medida da mesa de moldagem
A distorção da mesa de modelagem medida pelo interruptor de toque é representada por um mapa de altura, conforme mostrado abaixo.
Ao corrigir essa distorção durante a moldagem da primeira camada, agora é possível evitar "falhas na moldagem da primeira camada".
3 motivos pelos quais os interruptores sensíveis ao toque foram escolhidos para impressoras 3D
Embora produtos similares estivessem na lista de finalistas, Nagoyakogei não hesitou em escolher os produtos da METROL .
Existem três razões para isso.
- A METROL possui um histórico de adoção impressionante no Japão e no exterior, além de uma marca forte que proporciona tranquilidade.
- Custo-benefício vantajoso em comparação com sensores a laser caros, etc.
- O serviço pós-venda é confiável devido à fabricação no Japão.
Quais são os resultados da Senju, uma impressora 3D equipada com interruptores sensíveis ao toque?
O uso de sensores de toque produziu os seguintes efeitos em comparação com os sensores de proximidade convencionais.
Resultados: Possibilitou a medição da distorção da mesa de moldagem com precisão 10 vezes maior (50 μm → 5 μm)
Geralmente, as especificações para sensores no mercado de impressoras 3D indicam 0,05 mm (50 μm), mas o "Senju" da Nagoyakogei agora consegue medir com uma precisão 10 vezes maior. Essa medição repetida possibilitou a modelagem de alta precisão.
Qualidade das peças moldadas significativamente melhorada.
A modelagem de Alta precisão é possível controlando a distância entre a mesa de modelagem e o bocal com os valores mais precisos possíveis.
A Senju está equipada com uma função de troca automática de ferramentas que troca o bico automaticamente.
A maior vantagem é que o diâmetro do bocal pode ser alterado livremente para aumentar o grau de reprodutibilidade da modelagem e a velocidade de modelagem em grande escala.
A taxa de falhas da primeira camada foi significativamente reduzida!
A taxa de utilização e a produtividade da impressora 3D foram aprimoradas.
O uso de interruptores sensíveis ao toque resultou nos seguintes efeitos.
- Redução significativa da taxa de falhas na primeira camada.
- Ao utilizar interruptores sensíveis ao toque, a modelagem de grandes dimensões, superiores a 350 mm² , que antes só era possível com impressoras caras, agora é viável a baixo custo e com alta precisão. O custo foi reduzido para aproximadamente metade do valor das impressoras convencionais.
- A moldagem rápida agora é possível. O número de operações de preparação, como a limpeza da mesa de produção e o reaquecimento do equipamento, que levavam de 10 a 20 minutos ao recomeçar , é drasticamente reduzido.
- O ajuste de altura do bico e da mesa, que antes era feito uma vez por semana, agora é feito a cada seis meses, permitindo a criação de objetos de modelagem estáveis .
Visão de futuro do fabricante de impressoras 3D Nagoyakougei
Queremos construir uma "máquina-ferramenta" que possa ser produzida em massa, não uma impressora 3D que fabrique protótipos.
P: Que tipo de visão você tem para o futuro desenvolvimento das impressoras 3D?
Diretor Técnico de Nagoyakougei, Wakimoto:
Nosso objetivo é criar uma máquina-ferramenta dos sonhos, equipada com ferramentas capazes de atender às necessidades não apenas da indústria manufatureira, mas também dos setores alimentício, médico, agrícola, de serviços e muitos outros. Esse é o conceito por trás do nome "Senju", que significa "mil mãos".
Atualmente, somos contatados por empresas surpreendentemente grandes e, às vezes, recebemos tantas pessoas em nossa fábrica que não conseguimos acomodá-las todas.
Consigo sentir o forte interesse em impressoras 3D na sociedade.
Quero contribuir para a restauração do Japão como uma superpotência tecnológica com impressoras 3D fabricadas no Japão.
Gerente Geral de Nagoyakougei , Divisão Okada AM
Analisando o mercado, as impressoras 3D são, em sua maioria, produtos estrangeiros.
Atualmente, existem apenas alguns equipamentos de fabricantes japoneses que podem ser usados com confiança, incluindo o suporte.
Iniciamos o desenvolvimento com o desejo de desafiar esse status quo.
Se existir uma impressora 3D de fabricação japonesa capaz de impulsionar a indústria criativa do Japão, a indústria manufatureira japonesa poderá manter mais originalidade e tecnologia avançada do que nunca.
Continuaremos a nos esforçar para alcançar um desempenho e uma qualidade ainda maiores, com o objetivo de contribuir para a indústria manufatureira do Japão.
Esperamos que a Metrol Sensors possa ser útil à Nagoya Kogei para o seu crescimento e desenvolvimento contínuos. Muito obrigado.
Entrevista com o apoio da Nagoyakougei co., Ltd.
Para detalhes do produto
Interruptores táteis compactos e de baixo custo da série CS.
Série de interruptores de toque de baixo custo.
Design compacto de M5 a M10, repetibilidade de 5 μm, baixo custo.
Uma ampla variedade de elementos de medição está disponível para atender às suas necessidades.
Chave de toque de alta Precisão Série MT
A série MT é o modelo de ponta de interruptores sensíveis ao toque com repetibilidade de 0,5 μm, desenvolvida em conjunto com a Toyota Motor Corporation.
Muitas aplicações em mecanismos de detecção de alterações mínimas e mutações térmicas.
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