Tech Up, Cost Down - ด้วยการพิมพ์ 3 มิติและการพิมพ์ 2 แม่พิมพ์เพื่อลดต้นทุนต่อหน่วยและอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นของบุช

• สิ่งที่ต้องการ: ตลับลูกปืนแบบเรียบที่มีรูปทรงพิเศษ
• กระบวนการผลิต: การหลอมโลหะด้วยเลเซอร์แบบเลือกจุดและ print2mold
• ข้อกำหนด: มีคุณสมบัติการเลื่อนที่ดีเมื่อใช้คู่กับอลูมิเนียม ทนทานต่อการสึกกร่อนสูงที่ความเร็วสูง มีรูปทรงที่ซับซ้อน
• วัสดุ: iglidur i3 (SLS) และ iglidur J2 (p2m)
• อุตสาหกรรม: โรงงานคัดแยกขยะ
• ความสำเร็จผ่านความร่วมมือ: อายุการใช้งานยาวนานพร้อมภาระหนัก ลดต้นทุนหน่วยได้อย่างมาก มีอิสระในการออกแบบสูง

ภาพรวมของการใช้งาน:
บริษัท ZenRobotics ของฟินแลนด์ผลิตระบบแยกขยะที่ควบคุมด้วย AI ในอุตสาหกรรม ซึ่งรับประกันการแยกขยะโดยอัตโนมัติ คุณภาพสูง รวดเร็ว และปลอดภัยทั่วโลก สภาพแวดล้อมของระบบนั้นรุนแรงมาก ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม โดยฝุ่นและสิ่งแปลกปลอมอื่นๆ ที่น่าสนใจในขยะเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ แม้จะมีสภาพแวดล้อมเหล่านี้ ระบบจะต้องสามารถแยกขยะได้อย่างรวดเร็วและเชื่อถือได้ สำหรับระบบ "FastPicker" ใหม่นั้น เราต้องการตลับลูกปืนธรรมดาที่สามารถทนต่อแรงบิดสูงที่เกิดขึ้นระหว่างการเร่งความเร็วตามแนวแกน นักพัฒนาคิดค้นตลับลูกปืนธรรมดาที่พิมพ์ 3 มิติซึ่งติดตั้งบนแกนอะลูมิเนียมที่มีโปรไฟล์แบบมีร่องเพื่อป้องกันการหมุน ตลับลูกปืนธรรมดาสามารถทนต่อความเร็วเชิงเส้น 3 เมตรต่อวินาทีพร้อมการเร่งความเร็วในแนวรัศมีและแนวแกน ด้วยอิสระในการออกแบบที่ยอดเยี่ยมในการพิมพ์ 3 มิติ ทำให้สามารถปรับรูปทรงเรขาคณิตของตลับลูกปืนธรรมดาให้เข้ากับแกนอะลูมิเนียมแบบมีร่องได้ ขั้นตอนต่อไปเกี่ยวข้องกับการผลิตแบบเติมแต่งในเครื่องมือฉีดขึ้นรูปที่เรียกว่า Rapid Tooling เพื่อให้สามารถใช้ความหลากหลายของวัสดุในการฉีดขึ้นรูปได้

ในระหว่างขั้นตอนการทดสอบระบบคัดแยกขยะ "FastPicker" ใหม่จาก ZenRobotics ในประเทศฟินแลนด์ ได้มีการชี้แจงอย่างรวดเร็วว่าตลับลูกปืนธรรมดาแบบคลาสสิกไม่สามารถทนต่อแรงบิดระหว่างการเร่งความเร็วตามแนวแกนได้ หากจุดศูนย์กลางมวลไม่ได้อยู่ที่จุดศูนย์กลางของแกนที่เคลื่อนที่ ในตอนแรก การหมุนจะหยุดลงด้วยชิ้นส่วนตัวหยุด อย่างไรก็ตาม ชิ้นส่วนเหล่านี้ล้มเหลวอย่างรวดเร็วเนื่องจากรับน้ำหนักมาก นอกจากชิ้นส่วนตัวหยุดแล้ว ตลับลูกปืนธรรมดามาตรฐานจาก กลุ่มผลิตภัณฑ์ igus ยังถูกนำมาใช้เพื่อทนต่อการเร่งความเร็วในแนวรัศมีและแนวแกนอีกด้วย

ในที่สุด ตลับลูกปืนธรรมดา igus ที่มีรูปทรงพิเศษก็ถูกนำมาใช้ โดยตลับลูกปืนเหล่านี้ผลิตขึ้นจากพลาสติกประสิทธิภาพสูง iglidur i3 โดยใช้กระบวนการหลอมด้วยเลเซอร์เพื่อให้พอดีกับแกนอลูมิเนียมที่มีร่องและหยุดการหมุน จากนั้น บริษัทจึงเปลี่ยนมาใช้ Rapid Tooling เพื่อใช้ความหลากหลายของวัสดุในกระบวนการฉีดขึ้นรูป กระบวนการ Rapid Tooling หรือ print2mold ยังช่วยลดต้นทุนได้มากถึง 80% อีกด้วย แม่พิมพ์สำหรับการฉีดขึ้นรูปสามารถผลิตได้ภายในไม่กี่วันและพร้อมใช้งานได้ทันที อิสระในการออกแบบที่การพิมพ์ 3 มิติมอบให้ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับรูปทรงพิเศษของตลับลูกปืนธรรมดา

การพิมพ์ 3 มิติและ print2mold มีสิ่งหนึ่งที่เหมือนกัน นั่นคือ ทั้งสองอย่างทำกำไรได้จากหน่วยจำนวนน้อย การผลิตส่วนประกอบด้วยเครื่องมือฉีดขึ้นรูปด้วยเครื่องจักรนั้นคุ้มค่าในแง่ของราคาสำหรับปริมาณส่วนประกอบมากกว่า 10,000 ชิ้นเท่านั้น ในช่วงทดสอบการใช้งาน การพิมพ์ 3 มิติโดยเฉพาะสามารถสร้างความประทับใจด้วยความเร็วในการผลิตที่สูงและพร้อมใช้งานได้ทันที ขึ้นอยู่กับส่วนประกอบ พร้อมที่จะจัดส่งภายใน 1 ถึง 3 วัน และสามารถสั่งซื้อได้ง่ายผ่านบริการพิมพ์ 3 มิติออนไลน์ ZenRobotics ยังใช้ตลับลูกปืนที่พิมพ์ 3 มิติสำหรับต้นแบบเบื้องต้นของแกนอลูมิเนียมที่มีโปรไฟล์แบบมีร่อง จากนั้น บริษัทจึงเลือกกระบวนการ print2mold ซึ่งเครื่องมือฉีดขึ้นรูปจะถูกผลิตโดยใช้การพิมพ์ 3 มิติ ปัจจัยที่ชี้ขาดคือความหลากหลายของวัสดุและต้นทุนต่อหน่วยที่ต่ำที่เกี่ยวข้องกับการฉีดขึ้นรูป ตลับลูกปืนขั้นสุดท้ายทำจาก iglidur J2 ในกรณีนี้ ส่วนประกอบ print2mold มีราคาเพียงหนึ่งในสิบของส่วนประกอบ SLS (ประมาณ 49 ยูโรต่อชิ้น) ที่ประมาณ 5 ยูโรต่อชิ้น และแม่พิมพ์ก็คุ้มทุนด้วยราคาที่จ่ายไป 100 ชิ้น พลาสติกที่แข็งแรงทนทานมีคุณสมบัติเชิงกลที่ดี คุ้มต้นทุน และมีความต้านทานสื่อที่ดี นอกจากนี้ สารหล่อลื่นแบบแข็งที่ผสานรวมเข้าด้วยกันยังทำให้การหล่อลื่นภายนอกของตลับลูกปืนธรรมดาไม่จำเป็นอีกต่อไป

เมื่อความเร็วเป็นสิ่งสำคัญ การพิมพ์ 3 มิติคือโซลูชันสำหรับการผลิตแม่พิมพ์ฉีด การพิมพ์ใช้เวลาประมาณ 12-24 ชั่วโมง ขึ้นอยู่กับรูปทรง และเครื่องมือจะพร้อมใช้งานทันทีหลังจากนั้น กระบวนการ print2mold ที่เรียกว่า Rapid Tooling ช่วยให้ผลิตต้นแบบขั้นสูงและปริมาณน้อยได้อย่างคุ้มทุน โดยให้ผลกำไรมากกว่าเมื่อผลิตในปริมาณมากถึง 10,000 ชิ้น (ไม่มีปริมาณขั้นต่ำ) เมื่อเทียบกับแม่พิมพ์ฉีดที่ผลิตด้วยเครื่องจักร สามารถผลิตชิ้นส่วนที่ทนทานต่อการสึกหรอได้โดยลดต้นทุนได้ถึง 80% คุณภาพของชิ้นส่วนที่ฉีด print2mold จะเหมือนกับกระบวนการฉีดแบบทั่วไป กระบวนการพัฒนาสามารถเร่งได้อย่างมากโดยใช้กระบวนการ print2mold และยังคงรักษาความหลากหลายของวัสดุที่ใช้ในการฉีดแบบทั่วไปไว้ได้