Een wereldprimeur: sensoren geïntegreerd in geprinte componenten geven de noodzaak van onderhoud aan en waarschuwen bij overbelasting.
Vandaag de dag hebben 3D-geprinte slijtvaste onderdelen van igus dezelfde levensduur als originele onderdelen.
Nu gaat igus een stap verder en maakt de geprinte componenten intelligent. Geproduceerd middels de filament-printtechniek, waarschuwen ze tegen overbelasting en rapporteren ze hun onderhoudsvereisten. Het speciale kenmerk: voor de eerste keer zijn sensoren direct "geprint" in de componenten. Het resultaat is dat ze niet alleen extreem korte levertijden kennen en lage kosten, maar dat ze ook voorzien zijn van nuttige Industry 4.0 opties.
Samengestelde productie en Industry 4.0 - twee onderwerpen die de industrie voor altijd veranderen. igus ingenieurs zijn er nu in geslaagd beide te combineren in één enkele productiestap: voor de eerste keer worden sensoren geprint in het additief geproduceerde tribo-component door middel van het printen met meerdere materialen.
'We hebben nu een doorbraak gerealiseerd met het intelligente 3D-geprinte lager', zegt Tom Krause, Hoofd Additieve Productie bij igus. 'Op deze manier is voorspellend onderhoud ook mogelijk voor speciale onderdelen op een kostenbesparende wijze.' Lang voordat het component defect raakt, geeft het intelligente 3D-geprinte component aan dat vervanging op korte termijn nodig is. Het kan ook overbelasting detecteren zodat de toepassing direct gestopt kan worden om verdere schade te voorkomen aan het lager en het gehele systeem.
Slijtage of belasting worden bewaakt
igus produceert al intelligente slijtvaste delen voor kabelrupsen, glijlagers en lineaire geleidingen sinds 2016. In het begin werden glijlagers geproduceerd van iglidur I3 middels laser sintering en het intelligente deel werd later toegevoegd in een tweede bewerkingsstap. In dit geval echter is de productie van intelligente speciale onderdelen in kleine hoeveelheden complex en duur, omdat de daaropvolgende proces stappen zeer specifiek zijn ontworpen voor het desbetreffende component. Door gebruik te maken van een nieuw proces zijn igus ontwikkelaars nu in staat dergelijke intelligente slijtvaste componenten in slechts één enkele processtap te produceren. Er zijn geen verdere verwerkingsstappen noodzakelijk en intelligente speciale slijtdelen kunnen al na 5 werkdagen voordelig worden geproduceerd.
De sensorlaag wordt aangebracht op die delen van het component die zullen worden blootgesteld aan belasting. Slijtvaste componenten met geïntegreerde sensoren worden gemaakt door middel van printen met verschillende materialen. De componenten worden vervaardigd uit iglidur I150 of iglidur I180 filamenten en een speciaal ontworpen elektrisch geleidend 3D-printmateriaal dat goed hecht aan het tribo-filament.
Momenteel zijn er twee toepassingsgebieden mogelijk: wanneer het elektrisch geleidende materiaal zich bevindt tussen de lagen die aan slijtage onderhavig zijn, dan kan het waarschuwen tegen overbelasting. Want wanneer de belasting wijzigt, dan wijzigt ook de elektrische weerstand. De machine kan worden gestopt en verder schade kan worden voorkomen. Om de belastingslimieten te bepalen, moet het lager overeenkomstig worden gekalibreerd. Wanneer daarentegen de geleiderbaan is opgenomen in het glij-oppervlak, dan kan de slijtage worden gemeten via de wijziging in weerstand.
Voorspellend onderhoud is mogelijk met het 3D-geprinte component. Het smeermiddelvrije en onderhoudsvrije tribo-component geeft aan wanneer het vervangen moet worden, waardoor stilstandstijd van het systeem word voorkomen en het onderhoud van te voren kan worden gepland. Wanneer de 3D-geprinte componenten ook worden gebruikt in het voorserie-stadium, dan bieden de verzamelde slijtage- of belastingsgegevens extra informatie over de levensduur van het individuele component of de geplande toepassing in de serie. Dit maakt het gemakkelijker het ontwikkelingsproces aan te passen en te optimaliseren.
