3D-printen voor volautomatische koffiemachines - lange levensduur voor een geautomatiseerde cup-tray afstelling

• Wat nodig was: componenten voor het mechanisme van een geautomatiseerde kopjesplateau afstelling van een volautomatische koffiemachine
• Productiemethode: selectieve lasersintering
• Vereisten: levensmiddelenconformiteit, sterkte, stabiliteit, goede werkingseigenschappen, maatnauwkeurigheid
• Materiaal: iglidur i6
• Industrie: verkoopautomaten
• Succes door samenwerking: hoge slijtvastheid, taaiheid en lange levensduur

De toepassing in één oogopslag:
Tot nu toe werd het kopjesplateau van de volautomatische koffiemachine met de hand aangepast aan de grootte van de kopjes. Om de afstelling van het plateau volledig te automatiseren, ontwikkelde het projectteam van Maschinenbauschule Ansbach, een onderwijsinstelling voor werktuigbouwkunde, een beweegbaar, motoraangedreven kopjesplateau met sensorgestuurde hoogteverstelling. Het mechanisme voor hoogteverstelling gebruikte een motor, een 3D-geprinte ondersteuning van aseinde en een 3D-geprinte draadspindel. De 3D-geprinte onderdelen van de hoogwaardige kunststof iglidur i6 hebben uitstekende specificaties, stabiliteit en levensduur.

 

Mechanisme voor het afstellen van de cup-tray hoogte, bestaande uit spindel en as-eindsteun

Probleem

Tot nu toe werd de hoogte van de cup-tray van de volautomatische koffiemachine met de hand aangepast aan de grootte van het kopje en daarom was een automatisch oplossing nodig. Een team van de machinebouwschool Ansbach ontwikkelde een gemotoriseerd mechanisme voor een sensorgeregelde hoogte-afstelling. De geschikte materialen voor dit concept "as-eindsteun - spindel" moesten nog gevonden worden. Het concept moest uitmuntende werkingsspecificaties hebben tussen as-eindsteun en spindel, en een betrouwbare maatnauwkeurigheid om aan te sluiten op de maten in het interieur van de koffiemachine. Tegelijkertijd moesten de materialen geschikt zijn voor contact met levensmiddelen en het totale gewicht van het kopje /de kopjes.

Oplossing

Het projectteam vond in igus GmbH uit Keulen de perfecte partner. In samenwerking met het hoofd van Additieve productie, Tom Krause, produceerde het team eerst een mechanisch conceptprototype door middel van 3D-printen. Ze gebruikten iglidur i6 hoogwaardig polymeer, dat igus speciaal had ontwikkeld voor lasersinteren. Het team waardeerde de hoge stabiliteit, maatnauwkeurigheid en werkingskenmerken. Na het herzien en verbeteren van het concept bestelde het team alle onderdelen bij de 3D-printservice. Naast de bovengenoemde specificaties was het mechanisme zeer slijtvast en gedetailleerd. De gereedschapsloze aard van het lasersinterproces en de efficiënte productie van onderdelen zonder minimale bestelhoeveelheid waren ook nuttig.

Hoe de automatische cup-tray afstelling werkt

De term volautomatische koffiemachine verwijst voornamelijk naar het volledig geautomatiseerde proces van het bereiden van de koffie. Tot nu moet werd de hoogte van de cup-tray met de hand in gesteld op de verschillende groottes van het kopje. Om ervoor te zorgen dat de volautomatische koffiemachine haar reputatie waarmaakt, ontwikkelde een team van de machinebouwschool Ansbach een automatische en nuttige afstelling van de cup-tray. Hierbij wordt gebruik gemaakt van sensoren om de hoogte-afstelling te bepalen, welke vervolgens het gemotoriseerde mechanisme dat is bevestigd aan de hefboomarmen in beweging zet, hetgeen bestaat uit een 3D-geprinte spindel en aseindsteun. De sensoren meten de verplaatsingsafstand tussen de bovenrand van het kopje en de onderrand van de uitlaatopening van de drank, en herkennen zowel transparante als ondoorzichtige kopjes. Met behulp van software wordt vervolgens de motor bestuurd tot de gedefinieerde afstand wordt bereikt.

Vooraanzicht van de volautomatische koffiemachine met geautomatiseerde instelbare cup-tray

iglidur i6 - slijtvast hoogwaardig polymeer

Voor het mechanisme werd het tribologisch geoptimaliseerde en zeer abrasiebestendig kunststof iglidur i6 gebruikt. De werkingskenmerken van de draadspindelondersteuning van het aseinde waren een doorslaggevende factor voor het team om voor dit materiaal te kiezen. De materialen van igus zijn erg belangrijk, vooral voor verkoopautomaten. Geïntegreerde vaste smeermiddelen maken externe smering overbodig. Dit zorgt onder andere voor een hygiënische werking. Het materiaal, dat speciaal is ontwikkeld voor lasersinteren, heeft een veel langere levensduur dan conventionele kunststoffen.

 

iglidur I6 is beschikbaar in de webshop als lasersintermateriaal en overtuigt met haar goede glij-eigenschappen en hoge slijtvastheid.