Agire al passo con i tempi
Solukon si affida ai motoriduttori Lean di STÖBER Antriebstechnik GmbH + Co. KG come soluzione di azionamento robusta e soprattutto poco ingombrante:
Solukon Maschinenbau GmbH sviluppa impianti di depolverazione per rimuovere le polveri dai componenti dopo la stampa 3D, ad esempio il Solukon SFM-AT350 per pezzi di medie dimensioni. Per il sistema girevole compatto a due assi, il costruttore di macchine necessitava di azionamenti potenti, robusti e, soprattutto, poco ingombranti. Oltre ai motoriduttori coppia conica Lean, STÖBER Antriebstechnik GmbH + Co. KG ha fornito anche il motoriduttore planetario Lean supercompatto. La serie di motori Lean senza encoder è un’alternativa economica e robusta al servomotore sincrono.
Pforzheim, 08/07/2022 – “Dopo la stampa, gli interni delle parti metalliche stampate con il processo di fusione a letto di polvere sono pieni di polvere”, descrive Andreas Hartmann, che ha fondato Solukon insieme a Dominik Schmid nel 2015. Per tutte le fasi di lavorazione successive e per l’utilizzo futuro, i pezzi devono essere privi di polvere. Prima dell’introduzione degli impianti Solukon, questa operazione veniva eseguita manualmente scuotendo, picchiettando o aspirando la polvere. Nei componenti di forma complessa, soprattutto se al loro interno è presente un labirinto di canali, quest’operazione risulta più complessa. “E proprio nel caso di componenti complessi, il processo di depolverazione deve essere automatizzato”, afferma Hartmann.
L’azienda, gestita dai titolari, opera a livello internazionale e sviluppa, assembla e vende impianti intelligenti e altamente automatizzati e i relativi dispositivi periferici per la post-elaborazione nella produzione additiva. “Le nostre soluzioni soddisfano i più elevati standard di funzionalità e sicurezza e sono abilitate per la rimozione efficiente e sicura di materiali reattivi e difficili da maneggiare, quali il titanio e l’alluminio”, spiega Hartmann. Dove ci porta questo viaggio? I processi a valle della stampa 3D, come la depolverazione, devono essere sempre più standardizzati. Per raggiungere questo obiettivo, è necessario essere in grado di gestire quantità sempre maggiori.
Tutti gli impianti di depolverazione si basano sulla tecnologia Solukon Smart Powder Recuperation, in breve SPR®: la polvere viene resa fluida grazie a una rotazione automatica su due assi e a una stimolazione oscillatoria mirata, ovvero una vibrazione. In questo modo la polvere defluisce in modo sicuro e controllato anche dai canali molto sottili e affluisce nel processo. L’SFM-AT350, lanciato da Solukon nell’autunno del 2021, rappresenta una delle più recenti innovazioni nei sistemi di depolverazione. “Siamo riusciti a integrare nello sviluppo sia la nostra pluriennale esperienza sia il feedback dei nostri clienti in settori quali l’aerospaziale, la tecnologia medica e l’automotive”, afferma Hartmann.
L’impianto è adatto a componenti con un peso massimo di 60 chilogrammi e un’altezza massima di 420 millimetri. Poiché la piattaforma girevole del sistema può ruotare all’infinito e l’asse orizzontale può muoversi fino a 250 gradi contemporaneamente, è possibile programmare facilmente anche schemi di rotazione complessi. L’utente beneficia di un risparmio di tempo fino al 90% rispetto ai metodi di pulizia manuali.
Azionamenti compatti per macchine compatte
“Un volume della camera particolarmente ridotto e un design compatto sono gli elementi che caratterizzano che l’SFM-AT350. Queste caratteristiche erano di fondamentale importanza per mantenere ai minimi livelli possibili il tempo di inertizzazione e la quantità di gas inerte necessaria. Per realizzare una struttura compatta, in fase di sviluppo abbiamo dovuto scegliere soluzioni di azionamento poco ingombranti, sia per la rotazione infinita della piattaforma girevole su cui è montato il componente, sia per il braccio girevole che si muove orizzontalmente”, spiega Hartmann. Durante la Formnext 2019, la principale piattaforma per il settore della produzione additiva e della stampa 3D industriale a Francoforte sul Meno, Andreas Hartmann ha incontrato Udo Cyrol, responsabile del centro vendite sud-est di STOBER.
“Finora negli impianti di depolverazione venivano utilizzati i servoazionamenti. Per poter creare una struttura ancora più compatta senza ridurre le prestazioni, abbiamo consigliato il nostro motoriduttore Lean sensorless”, racconta Cyrol. I vantaggi: un riduttore planetario di alta precisione e un riduttore coppia conica di prima classe abbinato a un motore Lean, robusto e senza encoder, ad alta efficienza energetica – particolarmente efficiente per sistemi compatti e su misura.
Questi argomenti hanno convinto il costruttore di macchine di Augusta. Inoltre, con rendimenti fino al 96% i motori ottengono la classe di efficienza energetica IE5. Ciò significa che Solukon ha già raggiunto un livello tecnologico che sarà richiesto solo tra qualche anno.
Completamente senza encoder
Il motoriduttore Lean di STÖBER Antriebstechnik GmbH + Co. KG consente di controllare in modo continuo il numero di giri e la coppia dal fermo macchina fino al numero di giri massimo con un controllo completo della coppia; e funziona completamente senza sensori. “Questo sistema richiede un solo cavo di potenza standard schermato”, spiega Cyrol. Ciò semplifica e velocizza significativamente l’installazione. I motoriduttori Lean sono quindi adatti ai compiti di automazione dinamici che comportano oscillazioni e vibrazioni, come nell’impianto di depolverazione di Solukon.
Il sistema senza encoder del motore Lean contribuisce alla grande robustezza. Nonostante l’assenza di encoder nel motore, la differenza di numero di giri è inferiore all’1% e la precisione di posizionamento è di ± 1. “Poiché l’encoder è stato omesso, la serie di motoriduttori Lean è particolarmente adatta a svolgere operazioni dinamiche di automazione”, afferma Cyrol.
Efficiente regolatore a doppio asse
I motoriduttori Lean di Solukon possono essere controllati con l’SC6, un azionamento largo 45 millimetri con alimentazione integrata. Il costruttore di macchine lo utilizza come regolatore a doppio asse con una corrente nominale in uscita fino a 2 x 19 ampere. L’unità compatta e indipendente è adatta per applicazioni basate sulla trasmissione con un massimo di quattro assi.
Per la sicurezza funzionale, STÖBER Antriebstechnik GmbH + Co. KG ha sviluppato il modulo di sicurezza SU6, disponibile come opzione per gli azionamenti. In questo modo Solukon offre una soluzione economicamente interessante per le funzioni di sicurezza STO e SS1 tramite il protocollo di sicurezza PROFIsafe. L’SC6 è quindi predestinato all’uso in sistemi con sofisticate tecniche di sicurezza fino a SIL 3, PL e, categoria 4. Il progettista può, ad esempio, implementare un arresto di emergenza in conformità alla norma EN 13850 o prevenire un avvio imprevisto in conformità alla norma EN 14118. Anche la funzionalità dell’interfaccia di comunicazione dell’azionamento è certificata PROFINET. “L’azionamento altamente dinamico lavora in modo affidabile in background senza farsi notare, anche durante i movimenti più impegnativi”, spiega Cyrol.
Andreas Hartmann è soddisfatto: “STÖBER Antriebstechnik GmbH + Co. KG ci ha fornito un ottimo supporto nella fase di sviluppo del sistema di rotazione a 2 assi. Con i componenti installati, siamo riusciti a creare una struttura estremamente compatta con prestazioni elevate”. “Con i motoriduttori a gioco ridotto, siamo riusciti anche a migliorare l’esecuzione delle traiettorie e a creare transizioni migliori durante i movimenti di ribaltamento. Queste caratteristiche rendono l’SFM-AT350 un cavallo di battaglia altamente funzionale”.
Didascalie delle figure:
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Foto: STÖBER Antriebstechnik GmbH + Co. KG, Solukon Maschinenbau GmbH/Jo Teichmann Fotografie