Zortrax Endureal - nowa przemysłowa drukarka 3D

Zortrax Endureal: Nowa przemysłowa drukarka 3D do polimerów wysokotemperaturowych - najnowsza przemysłowa drukarka 3D Zortrax Endureal trzeciej generacji pozwala na zaawansowaną produkcję wysokowydajnymi filamentami. Urządzenia 3D zostały podzielone na generacje na podstawie ich konstrukcji oraz specyfiki działania.

Pierwsza generacja polega na wydajności w temperaturze pokojowej, natomiast druga generacja wprowadza zamkniętą komorę drukowania, która może osiągnąć temperaturę około 80 °C. Trzecia generacja drukarek 3D oferuje zaawansowane możliwości zarządzania temperaturą. Użytkownik może precyzyjnie zdefiniować temperaturę komory drukowania do 200 °C.

W 2019 roku Manuel Garcia-Leiner jeden z liderów branży druku 3D zaproponował podział drukarek 3D na trzy generacje. Pasuje to doskonale do najnowszej drukarki Zortrax Endureal. Jest to drukarka klasy przemysłowej, która została zaprojektowana do drukowania z zaawansowanych materiałów.

Rozwiązania do zarządzania temperaturą

Drukarka 3D Zortrax Endureal przeznaczona jest dla branży przemysłowej. Pozwala na drukowanie materiałami wysokotemperaturowymi takimi jak Z-PEI 9085 lub PEEK, które oferują doskonałe właściwości porównywalne ze stopami metali, posiadające mniejszą gęstość i wagę. Drukowanie z zaawansowanych materiałów wymaga bezproblemowego działania elementów urządzenia oraz doskonałych warunków do drukowania w bardzo wysokich temperaturach. Zortrax Endureal będzie posiadać możliwość drukowania w temperaturze do 480 °C oraz pozwoli na utrzymanie stabilnej temperatury 200 °C w komorze drukowania.

Inżynierowie z firmy Zortrax musieli bardzo dokładnie wybierać materiały oraz komponenty do drukarki Zortrax Endureal, a także bardzo dokładnie rozważyć zasady kierujące procesami drukarki. Z tego powodu drukarka 3D Endureal została zaprojektowana wokół trzech izolowanych termicznie stref: komory drukowania, komory ekstrudera i komory na filamenty. Zaawansowane rozwiązania technologiczne sprawiają, że utrzymanie stałej temperatury w jednej strefie ma minimalny wpływ na pozostałe dwie. Różnica temperatur między komorami może dochodzić do ponad 100 °C. Udało się również umożliwić użytkownikowi precyzyjną regulację temperatury w trzech kluczowych punktach procesu drukowania, czyli w ekstruderze, na platformie drukowania oraz w komorze drukowania. Pozwala to uzyskać jak najlepszą wydajność przy drukowaniu z wysokotemperaturowych materiałów.

Wydajność pod kontrolą

Drukarka Zortrax Endureal pozwala na zachowanie pełnej kontroli nad każdym etapem drukowania modelu oraz stanem komponentów sprzętowych. Drukarka wyposażona jest w szereg czujników, które pozwalają na monitorowanie w czasie drukowania i działania kluczowych części. Sprawdzony System Blackout Response w poprzednich drukarkach firmy Zortrax z serii M Plus i M300 Dual, pozwala na zapisywanie postępu drukowania w momencie wykrycia awarii w zasilaniu. System ten pozwala na odzyskanie dokładnej pozycji ektrudera i kontynuowanie drukowania z tego samego miejsca. Użytkownik może przez cały czas monitorować postęp drukowania, sprawdzając obraz z wbudowanej, odpornej na ciepło kamery w czasie rzeczywistym.

Drukarka wyposażona jest w wiele czujników, które odpowiedzialne są za wykrywanie problemów z filamentami, co sprawia, że użytkownik od razu zostanie powiadomiony o zacięciu się filamentu lub jego braku. Czujniki temperatury zapewniają bezproblemową pracę zapobiegając przegrzaniu drukarki. Drukarka posiada również czujniki pojemnościowe i optyczne, które precyzyjnie mierzą położenie elementów sprzętowych.

Strefa z filamentami tworzy zamknięte środowisko o najbardziej optymalnej temperaturze i obniżonych poziomach wilgotności, które są odpowiednie do przechowywania materiałów o wysokiej higroskopijności. Aby zapewnić nieprzerwane i wydajne drukowanie z zaawansowanych włókien drukarka 3D Zortrax Endureal została wyposażona we wszystkie środki bezpieczeństwa.

Kompleksowe procesy dla materiałów wysokotemperaturowych

Podczas drukowania z materiałów wysokotemperaturowych wymagana jest określona obróbka przed i po drukowaniu. Oprócz procesu drukowania, który musi odbywać się przy odpowiednich parametrach termicznych, ograniczona została obróbka materiału do dwóch etapów, które pomagają osiągnąć pożądane rezultaty drukowania i końcowe właściwości modeli. Pierwsza to suszenie filamentu. Należy go wykonać przed drukiem, aby zmniejszyć ilość wilgoci w materiale, która w przypadku nieusunięcia mogłaby niekorzystnie wpłynąć na właściwości termiczne i mechaniczne drukowanego modelu.

Gotowe wydruki poddawane są kontrolowanemu procesowi, podczas którego są podgrzewane do ich temperatury zeszklenia (poniżej temperatury topnienia), utrzymywane w tej temperaturze przez pewien czas, a następnie powoli schładzane. Proces ten rozprasza naprężenia nagromadzone w modelach podczas procesu drukowania i znacznie poprawia właściwości fizyczne i mechaniczne bez zmiany ich początkowego kształtu. Obie te procedury są wykonywane w głównej komorze Endureal i mają dedykowane opcje w menu. Rozwiązania wprowadzone w tej przemysłowej drukarce 3D sprawiły, że obróbka wymagających filamentów jest równie łatwa jak praca ze standardowym ABS czy PLA. Przy bardzo niewielkim wysiłku potrzebnym do obróbki materiału, użytkownicy mogą po prostu rozpocząć drukowanie, a po pewnym czasie usunąć podpory z drukowanego modelu.

Podpory w podwójnym ekstruderze

Drukarka 3D Zortrax Endureal została zaprojektowana tak, aby przetwarzała filamenty o wyjątkowej wytrzymałości i zwiększonych właściwościach mechanicznych. Drukarka nie mogła po prostu używać tego samego materiału dla obu modeli i podpór. Generowałoby to niepotrzebne koszty i utrudniłoby post-processing modelu. Dlatego drukarka została wyposażona w system podwójnego wytłaczania, co umożliwia użytkownikowi drukowanie podpór. Materiały wyłamywalne i rozpuszczalne zostały dokładnie przetestowane. Zostały zaprojektowane tak, aby ułatwić drukowanie 3D ze wszystkimi typami obsługiwanych filamentów.

Materiały podporowe mogą wytrzymać wysokie temperatury i zapewniają odpowiednią stabilność modelom. Ponadto przyczepność podczas drukowania jest jeszcze lepsza dzięki aluminiowej platformie konstrukcyjnej pokrytej folią PEI. Platforma zachowuje bardzo dobre właściwości mechaniczne w szerokim zakresie temperatur wynoszących nawet 220 °C.

Zastosowanie w przemyśle

Drukarka 3D Zortrax Endureal jest kompatybilna z filamentem Z-PEI 9085, który przeznaczony jest do druku w wysokiej temperaturze. Materiał ten znajduje swoje zastosowanie w przemyśle lotniczym, gdzie używany jest przez wiodących światowych producentów do drukowania ognioodpornych elementów wnętrza samolotów. Posiada właściwości termiczne i mechaniczne porównywalne z aluminium 6061. Z-PEI 9085 został również zastosowany w przemyśle kosmicznym. Rama konstrukcyjna typu cubesat wykonana z tej samej mieszanki polieteroimidu, której używamy w Z-PEI 9085, przeszła pomyślnie testy wibracyjne niezbędne do prześwitu dla lotów kosmicznych. Z-PEI 9085 jest również jednym z nielicznych materiałów do drukowania 3D, które zostały dopuszczone do użytku na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej ze względu na niski FST (płomień, dym, toksyczność) i dobre wyniki w testach odgazowywania.

Kolejnym materiałem, który przemysł kosmiczny już przetestował, jest PEEK. Komponenty wykonane z tego polimeru zostały przetestowane w różnych warunkach, w tym w środowisku niskiej orbity okołoziemskiej poza Międzynarodową Stacją Kosmiczną. Próbki wykazywały minimalną degradację w próżni lub pod wpływem promieniowania i ekstremalnych zmian temperatury. Dlatego naukowcy mogli dostosować do swoich prac elementy konstrukcyjne drukowane z PEEK o bardzo dobrych właściwościach pod względem wytrzymałości, stabilności i odporności na temperaturę. Materiały PEEK są również biokompatybilne, co otwiera możliwość druku 3D w pełni funkcjonalnych, wszczepialnych wyrobów medycznych.

Zortrax Endureal to innowacyjna maszyna, która doskonale pasuje do wszystkich wyżej wymienionych branż i dziedzin. Może wykonywać wszystkie niezbędne procedury wymagane do przetwarzania wysokowydajnych filamentów, od suszenia i drukowania po wyżarzanie, a także zapewnia łatwość użytkowania i wszechstronność. Co najważniejsze, w większości przypadków użytkownicy mogą samodzielnie wykonywać konserwację i serwisowanie bez utraty gwarancji, co znacznie skraca czas przestoju, ponieważ nie ma potrzeby czekania na wykwalifikowanych techników serwisowych. Tym samym jest to unikalne rozwiązanie, precyzyjnie dopasowane do potrzeb branży zaawansowanych technologii.


Źródło: Global 3D