Fortschrittliche Servomotoren treiben die nächste Generation des 3D-Metalldrucks an

Die Fusion modernster Servomotordesigns, hochanpassungsfähiger Roboter und einer Suite fortschrittlicher Technologien treibt eine neue Welle von Fertigungsmethoden in der modernen Produktion voran. Im Zentrum dieser Evolution stehen Servomotoren und Roboter, die verändern, wie Prototypen, Teile und Endprodukte erstellt werden.

Zwei komplementäre Ansätze – Additive Fertigung (AM) und Subtraktive Fertigung – sind zum Fundament dieser Transformation geworden. AM, allgemein als 3D-Druck bekannt, nutzt digitale Designdaten, um solide, dreidimensionale Objekte Schicht für Schicht von unten nach oben aufzubauen, oft produziend Near-Net-Shape (NNS) Teile mit null Abfall.

Branchen wie Automobil, Luftfahrt, Energie, Medizintechnik, Transport und Konsumgüter setzen zunehmend auf AM für sowohl einfache als auch komplexe Produktdesigns. Im Gegensatz dazu entfernt subtraktive Fertigung Material aus einem massiven Block durch hochpräzises Schneiden oder Bearbeiten, um ein 3D-Produkt zu schaffen.

Obwohl sie grundlegend unterschiedlich sind, sind additive und subtraktive Prozesse selten gegenseitig ausschließend. Ein Prototyp kann zunächst per AM gefertigt, dann durch subtraktive Techniken verfeinert oder in Serie gefertigt werden. Hybrid-Workflows sind nun in zeitkritischen Anwendungen üblich – Reparatur verschlissener Teile oder Lieferung qualitativ hochwertiger Komponenten mit minimaler Lieferzeit.

Für 3D-Metalldruck sind dimensionsgenaue Präzision und Oberflächenfinish entscheidend, weshalb Endanwender zunehmend 3D-Drucker mit Servosystemen statt Schrittmotoren bevorzugen. Servomotoren bieten überlegene Bewegungssteuerung, eliminieren Drehmomentwelligkeit und Stufenlinien, die das Finish eines Teils beeinträchtigen können.

Motion-Control-Spezialist YASKAWA hat eine Reihe von Servomotoren entwickelt, die die SIGMA‑7 Serie umfasst. Diese robusten Einheiten beinhalten Vibrationsunterdrückungsfilter, Anti-Resonanz- und Kerbfilter, um ultra-glatte Bewegung zu liefern, die die optisch unschönen Stufenlinien durch Schrittmotor-Drehmomentwelligkeit beseitigt.

Zusätzlich ermöglichen neueste Geschwindigkeitssteigerungen Druckgeschwindigkeiten von bis zu 350 mm s⁻¹ – mehr als doppelt so schnell wie der Durchschnitt eines schrittmotorbetriebenen Druckers. Rotary-Systeme erreichen Verfahrgeschwindigkeiten bis 1.500 mm s⁻¹, lineare Servotechnologie bis 5 m s⁻¹. Diese rasche Beschleunigung erlaubt Druckköpfen, sich fast augenblicklich in ihre Zielpositionen einzuschwingen, ohne das gesamte System abbremsen zu müssen, sodass Hersteller mehr Teile pro Stunde produzieren, ohne Qualitätseinbußen.

Servosysteme bieten auch automatisches, benutzergetriebenes Tuning. Bediener können individuelles Tuning durchführen, um Änderungen an der Druckermechanik oder Prozessvariationen anzupassen – unmöglich bei Schrittmotoren, die keine Positionsrückführung haben.

Zudem bedeutet absoluter Encoder-Feedback, dass der Drucker nur einmal ein Homing-Verfahren durchführen muss, was Betriebszeit erhöht und Betriebskosten senkt. Schrittmotorsysteme müssen bei jedem Einschalten neu referenziert werden.

Im Servosystem integrierte Feedback-Sensorik überwacht auch den Extruder, erkennt Engpässe oder Verstopfungen, bevor sie einen ganzen Batch ruinieren.

Mit mehr als 22 Millionen weltweit eingesetzten Servosystemen übersetzt YASKAWAs tiefe Expertise in Motion und Control in herausragende Leistung und Zuverlässigkeit.

Für weitere Details kontaktieren Sie Paul Seale unter paul.seale@yaskawa.eu.com oder rufen Sie an +44 (0) 1295 2727 5575. Besuchen Sie YASKAWA Europe.