Říjnová světová premiéra zařízení Freeformer na mezinárodním veletrhu K2013 způsobila v plastikářském průmyslu senzaci. S tímto interně vyvinutým zařízením a novým výrobním procesem AKF vnesl Arburg, světový výrobce a expert v oblasti vstřikování plastů, zcela nový přístup do oblasti 3D tisku, díky němuž lze vyrábět plně funkční dílce z komerčně dostupných plastových granulátů bez použití vstřikovací formy. Aby bylo možné široké odborné veřejnosti ukázat výhody této inovativní procesní metody, vystavovala společnost Arburg na veletrhu Euromold ve Frankfurtu nad Mohanem dvě zařízení Freeformer vyrábějící plastové jednokomponentní a dvoukomponentní dílce. Německá společnost Arburg intenzivně pracovala na vývoji 3D tisku plastových dílců více než osm let. Výsledkem je unikátní zařízení Freeformer a nový, společností Arburg patentovaný výrobní proces vstřikování plastu do volného prostoru – AKF.
ÚPLNÁ VOLNOST: PLAST FORMOVANÝ BEZ FORMY Pro formování plastu není vyžadována žádná forma nebo předdefi novaná dutina. Při procesu AKF jsou 3D datové soubory zpracovány přímo řídicím systémem Freeformeru, následně je v integrovaném vstřikovacím agregátu nataven standardní granulát jako u běžného vstřikovacího procesu a z taveniny jsou speciálním postupem vytvořeny kapky. Tyto kapky jsou následně nanášeny vrstvu po vrstvě do plně funkčního dílce bez nutnosti použití formy. Tento proces umožňuje nákladově velmi efektivní kusovou nebo malosériovou výrobu dílců.
ORIENTOVÁNO NA PRAXI: DLOUHOLETÝ PŘÍSTUP Společnost Arburg má více jak padesátileté zkušenosti s výrobou vstřikovacích strojů. Tyto znalosti a zkušenosti se prakticky promítly při vývoji a implementaci unikátního procesu AKF. Po praktické a ekonomické stránce je ve srovnání se speciálními materiály, jako je například prášek nebo vlákno, příhodnější používat při výrobě dílců běžně dostupný granulát. Při samotném vytváření dílce pak pětiosý pohyblivý nosič dílce minimalizuje materiálové požadavky, protože ani u složitých tvarů není potřeba používat žádné podpůrné struktury. Touto úsporou lze získat nákladově efektivní a zároveň vysoce fl exibilní výrobu funkčních dílů.
TRADIČNÍ: PŘÍPRAVA STANDARDNÍHO GRANULÁTU Není nutné objevovat objevené. Toto heslo měli na paměti technici a vývojoví pracovníci společnosti Arburg při vývoji nového zařízení. Sestavili nový stroj s již vyvinutou a léty ověřenou přípravou materiálu, která v zásadě pracuje stejným způsobem jako při vstřikování do formy. Zařízení je plněno standardním plastovým granulátem. Vytápěný plastifikační válec zajišťuje optimální přípravu taveniny v tzv. nanášecí jednotce. Ta představuje patentovaný uzávěr trysky vybavený vysokofrekvenční piezo-technologií, která umožňuje rychlé otevírací a zavírací pohyby. Tímto způsobem je možné pod tlakem vytvářet plastové kapky, které formují požadovaný 3D tvar vyráběného dílce.
INOVATIVNÍ: POHYBLIVÝ NOSIČ, STACIONÁRNÍ TRYSKA Za principem pohyblivé a stacionární části zařízení byla již letitá úvaha. Ve Freeformeru zůstává nanášecí jednotka a její tryska ve fi xované vertikální poloze, zatímco nosič dílce se pohybuje. Kromě standardního nosiče, který se může pohybovat lineárně ve třech osách, je dostupná i verze s pěti osami pro vytváření složitých tvarů. Hlavní výhodou pětiosé verze je, že i u velmi složitých tvarů dílců nejsou potřeba žádné podpůrné struktury. To umožňuje realizovat nové geometrie dílce, které nemohou vzniknout při klasickém vstřikování do formy. Navíc jsou dílce po svém vytvoření okamžitě připraveny k použití bez nutnosti jejich čištění, úpravy nebo opracování.
UNIKÁTNÍ: KOMBINACE MĚKKÉHO A TVRDÉHO PLASTU PŘI 3D TISKU Jedním z hlavních kritérií zvažovaných při vývoji zařízení byl vysoký stupeň procesní fl exibility. Například aby mohly být v jednom zařízení Freeformer zpracovány dva materiály nebo dvě barvy. To vedlo k vývoji zařízení se dvěma nanášecími jednotkami. Výsledkem tohoto dvoukomponentního 3D tisku je například kombinace měkký-tvrdý plast nebo dílce speciálních tvarů s texturou, kde jsou oba komponenty na sebe pevně napojeny.
DŮMYSLNÉ: KOMPLEXNÍ TECHNOLOGIE, SNADNÁ KONTROLA U zařízení Freeformer společnost Arburg aplikovala stejný přístup jako u svých vstřikovacích strojů – vytvoření komplexní technologie jednoduché při použití a vyvinuté vlastními silami. Parametry potřebné pro formování dílu vrstvu po vrstvě jsou generovány vlastním řídicím systémem. Ten zpracovává 3D CAD data dílce ve formátu STL, automaticky je segmentuje na jednotlivé řezy a výroba může začít. Není vyžadováno žádné speciální programování, procesní znalosti ani rozsáhlé školení. Pohybem ovládaná dotyková obrazovka dělá práci se zařízením intuitivnější.
ČISTÝ: BEZ PRACHU A EMISÍ Díly jsou v zařízení Freeformer vytvářeny nanášením kapek, a to bez výskytu prachu a emisí. Zařízení je tedy teoreticky vhodné pro jakékoliv aplikační prostředí, ať už do výroby, kanceláří, vývojových oddělení nebo čistých prostor medicínské výroby. Není potřeba žádné odsávací nebo fi ltrační periferie. Technologie „plug-and-play“ znamená, že zařízení Freeformer je mobilní a s možností univerzálního použití. Tento stroj je nejen vysoce kompaktní, ale také kdykoliv okamžitě připraven k použití – stačí jej jednoduše připojit do elektrické zásuvky.
EFEKTIVITA VÝROBY: NYNÍ I PRO KUSOVOU NEBO MALOSÉRIOVOU VÝROBU Vývojem zařízení Freeformer postoupila společnost Arburg o krok dále v rozšíření výrobního rozsahu při zpracování plastů. Zatímco dříve se zákazníci spoléhali na odborné znalosti lisoven a na vysokosériové dávky, stejný přístup lze nyní aplikovat také na nákladově efektivní malosériovou nebo kusovou výrobu. Vysoká kvalita, nízké jednicové náklady a efektivní výroba jsou tedy realizovatelné i na poli 3D tisku. Bez ohledu na druh průmyslu, nové zařízení Freeformer a proces AKF nabízí všem stejnou volnost výběru, od automobilového přes zdravotnický až po průmysl spotřebního zboží. A navíc je pravděpodobné, že nové zařízení bude uplatněno i ve zcela nových oblastech. Na veletrhu Euromold byla dvě tato revoluční zařízení vystavována v jednokomponentním a dvoukomponentním provedení. Spolu s nimi se prezentovalo široké spektrum vyrobených dílců a množství videoanimací, které vysvětlovaly samotný proces AKF.