Baukastensystem: Modulare Linear- und Gewindetechnik für 3D-Drucker

• Was wurde benötigt: drylin Linearführungen; drylin Zahnriemenachsen; dryspin Gewindetechnik; drylin E Schrittmotoren
• Anforderungen: Da Endkunden selber den 3D-Drucker zusammenbauen sollen, musste eine modulare und möglichst installationsfreundliche Lösung gefunden werden. Auch sollte das System komplett schmier- und wartungsfrei arbeiten.
• Branche: 3D-Drucker
• Erfolg für den Kunden: Durch Einsatz der drylin-Komponenten konnte der Montageaufwand auf ein Minimum reduziert werden. Der wartungsfreie Betrieb der Lager ermöglicht eine lange Lebensdauer. Und da sie komplett schmier- und wartungsfreie sind, gewährleisten die Lager eine sehr hohe Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit.

Das Ziel für den MTplus 300D Drucker war es, einen leicht zu produzierenden und robusten Drucker zu bauen, mit dem man schnell und preiswert Prototypen aus Kunststoff herstellen kann. Durch das 3D-Druckverfahren sind keine teuren Formen oder spezielle Halbzeuge erforderlich. Der Drucker ist somit eine ideale Ergänzung für den Entwicklungsprozess in einem Konstruktionsbüro aber auch für die Ausbildung von Schülern und Studenten.
Durch diese Technik ist es möglich Musterteile oder Prototypen innerhalb kürzester Zeit zu erstellen, so dass der Entwickler schon nach wenigen Stunden seine Konstruktion in der Hand halten und begutachten kann.
Für den 3D-Mechanismus des kartesischen Druckers werden Linearführungen auf allen Achsen eingesetzt. Diese müssen sehr präzise ausgerichtet und montiert werden. Das erfordert in der Regel aufwändige Mess- und Justiervorrichtungen. Da der 3D-Drucker als Bausatz in Einzelteilen an den Endkunden gesendet wird, war eine so aufwändige Technik allerdings nicht zumutbar. Es musste eine modulare und möglichst installationsfreundliche Lösung gefunden werden. Daneben können Schmierstoffe das Druckergebnis negativ beeinflussen, so dass ein schmierstofffreier Betrieb anzustreben war. Das Ausbleiben von Wartungsmaßnahmen durch eine externe Schmierung begünstigt auch den Betrieb auf einem Schreibtisch oder in einem Konstruktionsbüro, da dadurch keine Verschmutzung durch Schmierstoffe droht.

Die Nutzerfreundlichkeit bei der Montage durch den Endkunden wurde durch eine aus vier CNC-geschnittenen Aluminiumblechteilen bestehende Tragstruktur des Druckers gelöst. Die Rahmenteile werden durch ein Stecksystem verbunden wodurch alle Maße und Ausrichtungen exakt vorgegeben sind und ein aufwändiges Justieren entfällt.
Der Bewegungsapparat besteht aus drei kartesisch angeordneten Linearachsen, von denen die X- und Y-Achse mit drylin Zahnriemenachsen und die Z-Achse mit Trapezgewindespindeln angetrieben werden. Alle Achsen sind mit drylin W Linearführungen bestückt, die Gewindespindeln wurden mit drylin Spindelmuttern kombiniert.
Durch den Einsatz der drylin Linearlager auf allen drei Achsen konnte der Montageaufwand auf ein Minimum reduziert werden. Der wartungsfreie Betrieb der Lager ermöglicht eine lange Lebensdauer. Daneben ermöglichen sie einen schmier- und wartungsfreien Betrieb, so dass eine sehr hohe Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit gewährleistet ist. Für die X-Achse ist ein drylin W Doppelschienensystem mit kompaktem Kunststoff-Schlitten verbaut.
Die Y-Achse wird durch zwei drylin Einzelschienen und vier Lagerböcke gebildet.
Und zwei drylin W Einzelführungsschienen mit je zwei Lagerböcken sowie zwei Trapezgewindespindeln mit drylin Spindelmuttern bilden die Z-Achse. Sie werden jeweils durch einen drylin E Schrittmotor synchron angetrieben.