Tech up, cost Down - biaya unit rendah dan masa pakai yang lebih lama dari plain bearing dengan 3D printing dan cetakan injeksi

• Apa yang dibutuhkan: plain bearing dengan geometri khusus
• Proses pembuatan: sintering laser selektif dan cetakan injeksi
• Persyaratan: sifat geser yang baik dengan aluminium mating partner, ketahanan abrasi yang tinggi pada kecepatan tinggi, geometri yang kompleks
• Material: iglidur® i3 (sintering laser) dan iglidur® J2
• Industri: pabrik pemilahan limbah
• Sukses melalui kerja sama: masa pakai yang lama meskipun dengan beban tinggi, biaya unit yang berkurang secara signifikan, tingkat kebebasan desain yang tinggi

Sekilas tentang aplikasi:
Perusahaan Finlandia, ZenRobotics, memproduksi sistem pemilahan limbah industri yang dikendalikan oleh AI yang memastikan pemilahan limbah secara otomatis, berkualitas tinggi, cepat, dan aman di seluruh dunia. Bergantung pada lingkungan, kondisi untuk sistem ini sangat keras - debu dan kejutan menarik lainnya dalam limbah adalah kejadian sehari-hari. Terlepas dari kondisi ini, sistem harus dapat memisahkan limbah dengan cepat dan andal. Untuk sistem "FastPicker" yang baru, diperlukan bantalan biasa yang dapat menahan gaya puntir tinggi yang muncul selama akselerasi aksial. Para pengembang menghasilkan plain bearing yang dicetak 3D yang dipasang pada sumbu aluminium dengan profil berlekuk untuk mencegah rotasi. Plain bearing dapat menahan kecepatan linear 3m/s dengan akselerasi radial dan aksial. Berkat tingkat kebebasan desain yang tinggi dalam 3D printing, dimungkinkan untuk menyesuaikan geometri plain bearing dengan sumbu aluminium beralur. Langkah selanjutnya adalah membuat alat cetak injeksi untuk menggunakan keragaman material cetakan injeksi.

Selama fase pengujian sistem pemilahan sampah "FastPicker" yang baru dari ZenRobotics di Finlandia, dengan cepat menjadi jelas bahwa plain bearing klasik tidak dapat menahan gaya puntir selama akselerasi aksial jika pusat massa tidak berada di tengah sumbu yang bergerak. Awalnya, rotasi akan dihambat oleh elemen penghenti. Namun, ini dengan cepat gagal karena beban yang berat. Selain elemen penghenti, plain bearing standar dari rangkaian igus® pada awalnya digunakan untuk menahan akselerasi radial dan aksial.

Pada akhirnya, plain bearing igus® dengan geometri khusus digunakan. Bearing ini pertama kali diproduksi dari plastik iglidur® i3 berperforma tinggi melalui sintering laser. Dengan begitu, bantalan ini sesuai dengan sumbu aluminium beralur dan dengan demikian menghentikan rotasi. Setelah itu, cetakan injeksi diproduksi menurut geometri khusus sehingga memungkinkan untuk menggunakan variasi material cetakan injeksi. Hal ini menghasilkan pengurangan biaya hingga 80%.

3D printing dan pencetakan injeksi sering kali berbeda dalam hal efektivitas biaya: 3D printing sering kali membuahkan hasil dari sejumlah kecil unit. Produksi komponen dengan cetakan injeksi buatan mesin hanya bermanfaat dari jumlah lebih dari 10.000 komponen. 3D printing secara khusus mendapatkan poin dalam fase pengujian aplikasi dengan kecepatan produksi yang tinggi dan kesiapan langsung untuk digunakan. Tergantung pada desainnya, komponen siap dikirim dalam satu hingga tiga hari dan dapat dengan mudah dipesan dalam layanan 3D printing secara online. Untuk prototipenya, ZenRobotics juga menggunakan plain bearing yang dicetak 3D untuk sumbu aluminium dengan profil berlekuk. Perusahaan kemudian memutuskan untuk memproduksi komponen dalam jumlah yang lebih besar melalui cetakan injeksi. Faktor yang menentukan adalah variasi material dan biaya unit yang rendah yang terkait dengan pencetakan injeksi. Plain bearing terakhir dibuat dari iglidur® J2. Dengan harga sekitar €5/buah, komponen yang dicetak dengan injeksi hanya membutuhkan biaya sepersepuluh dari komponen SLS (sekitar €49/buah) dan alat tersebut terbayar setelah 100 buah. Plastik yang kuat memiliki spesifikasi mekanis yang baik, hemat biaya dan menawarkan ketahanan media yang baik. Selain itu, pelumas solid yang terintegrasi membuat pelumasan eksternal pada plain bearing menjadi berlebihan.