Aditivní výroba, často označovaná jako 3D tisk, se v posledních několika letech exponenciálně rozvíjí. Zatímco tyto technologie přinášejí velké výhody z hlediska efektivity, kvality, nákladů a dodacích lhůt, zvyšují také jedinečné výzvy, pokud jde o ochranu zařízení před teplem vznikajícím před procesem i při něm. Hromadění tepla může způsobit degradaci částí strojů, snižovat jejich životnost a narušovat kvalitu výroby. Tyto negativní stránky technologie vyžadují spolehlivá chladicí řešení, která jsou schopná udržet stabilní teplotu chlazení v potřebném rozsahu. Použití chladicích zařízení SMC poskytne nejen spolehlivost a přesnost, ale také jistotu průběhu procesu aditivní výroby. V současné době je v portfoliu společnosti SMC devět různých typů chladicích zařízení s chladicím výkonem od jednotek kilowattů až do 30 kW schopných zajistit teplotní stabilitu až na úrovni ±0,1 °C.
Zařízení pro aditivní výrobu
Konektivita, nízká spotřeba, hlučnost, ale také žádné vibrace jsou důležité předpoklady pro uplatnění chladicích jednotek v zařízeních pro aditivní výrobu v průmyslovém měřítku. Jednotky pro regulaci teploty mohou komunikovat pomocí několika různých protokolů, nejčastěji využívaným je protokol RS485. Jednotky s vysokým výkonem jsou vybaveny frekvenčními měniči pro plynulé a úsporné řízení pohonů čerpadla, ventilátoru i kompresorů v závislosti na aktuální teplotní situaci. Chladicí jednotky se používají ve všech typech 3D tisku, od velkých tiskáren s extrudérem (například typu FFF — fused filament fabrication / FDM fused deposition modeling — nanášení roztaveného materiálu v tenké vrstvě) po tisk založený na využití laseru (SLA — stereolithography / SLS — selective laser sintering / SLM — selective laser melting / DMP — direct metal printing) nebo svazku elektronů EBM (electron beam melting). Základním typem použitých jednotek pro regulaci teploty při aditivní výrobě je řada HRS. Jedná se o výměník tepla s chladicím okruhem s teplotní stabilitou ±0,1 °C a nastavitelným rozsahem teplot od 5 do 40 °C. Chladicí kapacita této řady je v rozmezí od 1 do 4,9 kW. Příkon zařízení je nižší díky elektronickému řízení kompresoru, ventilátoru a nástřikovému ventilu chladiva, kde je řízení závislé na množství odebíraného tepla z aplikace. Magneticky spojené čerpadlo bez potřeby těsnění zajišťuje dlouhý provoz bez nutnosti servisních zásahů a oprav. Jako chladivo se používají šetrné plyny R407C a R410A. Ze stejné řady vychází také řada HRR učená pro montáž do stojanu s typizovanou šířkou 19" (570 mm). Stejně jako předchozí typ může tato jednotka ohřívat i chladit. Jde o nejrozšířenější typ pro použití v 3D tiskárnách, protože jeho malé a unifikované rozměry umožňují jednoduchou zástavbu do zařízení. Společnost SMC pamatuje také na to, že zařízení pro regulaci médií může být umístěno v agresivním nebo prašném prostředí. Řada HRS-R je typ zařízení odolný vůči agresivnímu okolnímu prostředí. Má stupeň krytí elektrických částí IP54, což představuje částečnou odolnost proti vniknutí prachu a odolnost vůči vodě stříkající ze všech směrů. Dalším zajímavým typem jsou jednotky řady HRL pro aplikace, ve kterých jsou dva zdroje tepla vyžadující přesnou regulaci umístěny v bezprostřední blízkosti. V takových případech může být obslužná část aplikace velice náročná na prostor. Oba zdroje tepla je nezbytné přesně chladit, každý přitom potřebuje vlastní zařízení pro regulaci teploty chladicího média. Jednotky HRL mají pro oba okruhy společným frekvenčním měničem řízený kompresor a ventilátor. Každý okruh pak disponuje vlastním frekvenčním měničem řízeným čerpadlem. Díky spojení dvou okruhů do jednoho zařízení došlo k úspoře místa a použití frekvenčních měničů na klíčových prvcích přispělo ke snížení spotřeby elektrické energie až o třetinu. Typ chladicího zařízení, které pro svou funkci nepoužívá kompresor ani chladicí plyn, reprezentuje řada HRW. Jedná se o vodou chlazený typ. Díky vysoce výkonnému výměníku tepla, který pře-dá teplo z cirkulační tekutiny přímo napájecí (chladicí) vodě, a také díky frekvenčnímu měniči, který přizpůsobuje chod čerpadla teplotě cirkulačního okruhu, se jedná o velice úsporné zařízení. Primárně je určeno pro temperaci běžných a vyšších teplot. Teplotní stabilita je ±0,3 °C při teplotním rozsahu od 20 do 90 °C. Chladicí výkon je u této řady 2 až 30 kW. Při použití frekvenčního měniče je spotřeba elektrické energie zařízení 0,5 kWh a napájecí vody 1,2 l/min. Společnost SMC vyrábí chladicí zařízení již od roku 1978 a jejich vývoj je od té doby značný a jde ruku v ruce s vývojem požadavků od zákazníků. S více než čtyřicetiletými zkušenostmi s výrobou chladicích jednotek nepůsobí společnost SMC jen jako dodavatel chladicích zařízení, ale též jako jejich partner při řešení chladicích aplikací, jako je například aditivní výroba. /www.smc.cz/
