Thermwood verbessert Großformat-Additive-Fertigung mit automatisierter Drucktemperatur-Überwachung

Thermwood Corp. (Dale, Indiana, USA) stellte eine neue technische Fähigkeit für Large-Scale Additive Manufacturing (LSAM) vor: das Thermal Sensor Layer Automation System. Es überwacht die Drucktemperatur automatisch und stellt vollständige, präzise Fusion zwischen großformatigen thermoplastischen Druckschichten sicher – unabhängig von der Anwendung.

Das integrierte System misst kontinuierlich die Temperatur einer gedruckten Schicht kurz vor Auftrag der neuen Bahn. Damit kann der Drucker die Vorschubgeschwindigkeit automatisch regeln – über die Option „Layer Time Control“. So läuft der Druckprozess sehr nahe an der idealen Temperatur für bestmögliche Schicht-zu-Schicht-Fusion und hochwertige Bauteile.

Der neue Prozess nutzt einen berührungslosen Temperatursensor, der sich unter Servosteuerung um die Druckdüse dreht und kontinuierlich die Temperatur der bestehenden Schicht misst – weniger als einen halben Zoll vor der bewegten Düse. Dies liefert präzises Feedback der Temperatur im Moment der Schichtfusion und sichert die Integrität der entstehenden Verbindung an jedem Punkt jeder Schicht.

Sensordaten werden durch einen fortgeschrittenen Algorithmus verarbeitet, der die Druckgeschwindigkeit jeder Schicht anpasst. Der Algorithmus berücksichtigt die Temperatur am Druckpunkt im Vergleich zur Zieltemperatur sowie die sich ändernde Geometrie des wachsenden Bauteils. Die Druckgeschwindigkeit wird nicht mehr im CNC-Druckprogramm definiert, sondern kontinuierlich vom LSAM-Steuerungssystem während des Drucks angepasst – als Reaktion auf Änderungen in der Druckumgebung.

Laut Thermwood ist mit diesem System die optimale Drucktemperatur nun Teil der im Steuergerät für jeden Polymer gespeicherten Parameter und wird bei der erstmaligen Materialqualifizierung ermittelt. Um einen spezifischen Werkstoff auf einem entsprechend ausgestatteten LSAM zu drucken, genügt das Laden eines Teileprogramms, die Materialangabe und Einschalten. Der gesamte Bauprozess inklusive Temperaturkontrolle ist automatisiert. Zudem erreicht das System deutlich engere Kontrolle des Basisdruckprozesses.

Temperaturdaten des Druckprozesses stehen in mehreren Formen zur Verfügung: digitale Anzeigen, Echtzeit-Anzeige der aktuellen Temperatur sowie Durchschnittstemperatur der gerade gedruckten Schicht. Nach Druckende liegt ein Bericht vor, der das Drucktemperaturprofil jeder Schicht detailliert.

Thermwood ergänzt: Erstmals bei extruderbasiertem LSAM kann die Temperatur im Moment der Schichtfusion gemessen und kontrolliert werden – was fortgeschrittene Forschung am Kern des Extrusionsdruckprozesses ermöglicht.

Bestehende LSAM-Kunden können ihre Systeme vor Ort über Thermwoods Retrofit-Abteilung auf das Thermal Sensor Layer Automation System aufrüsten.