Cenově výhodná výroba komplexní hnací jednotky pro dávkovač léků

• Co bylo zapotřebí: komplexní kuželové soukolí a hnací prvek v oddělovací jednotce
• Výrobní metoda: Selektivní laserové sintrování
• Požadavky: malý instalační prostor, žádná údržba, životnost delší než pět let
• Materiál: iglidur I3
• Odvětví: zdravotnický sektor
• Výsledky úspěšné spolupráce:cenově výhodná a rychlá výroba komplexních součástí, dlouhá životnost, jednoduché uspořádání individuálních součástí v instalačním prostoru

 
Přehled aplikace:
Společnost JDM Innovation GmbH potřebovala hnací sestavu tvořenou kuželovým soukolím a lineárním pohonem pro oddělovací jednotku v dávkovači individuálně balených léků. Úkolem dávkovače bylo dávkovat jednotlivé sáčky s léky podle dříve naprogramovaného rozpisu. To vyžadovalo spolehlivé, bezúdržbové součásti, které by se vešly do velmi malého instalačního prostoru a nabízely by životnost delší než 5 let. Se standardními vstřikovanými převody se však vývojáři moc daleko nedostali. Tyto převody vyžadovaly časově náročnou individuální montáž, což bránilo sériové výrobě dávkovacích jednotek. Problém vyřešila až služba 3D tisku společnosti igus. Potřebné komplexní kuželové soukolí a lineární pohon byly vyvinuty v podobě CAD návrhu podle individuálních požadavků na instalační prostor. Díly byly následně vyrobeny selektivním laserovým sintrováním a bylo je možné ihned nainstalovat. Kromě přizpůsobené geometrie komplexních dílů dokázal plast iglidur I3 splnit také požadavek na dlouhou životnost. Oddělovací jednotky a převody byly zatím nainstalovány asi ve 400 zařízeních, která vydávají léky až pětkrát denně. Součásti úspěšně absolvovaly test odolnosti, který byl proveden před zahájením provozu a který zahrnoval 25 000 řezů.
 

Dávkovač spolehlivě dávkuje individuálně balené léky v naprogramovanou dobu.

Použití materiálu iglidur I3 v dílu odolném proti opotřebení s dlouhou životností

Díky integrovaným pevným mazivům nevyžaduje materiál iglidur i3 žádnou údržbu ani mazání, což je výhodné zejména u aplikací, kde hrají významnou roli dobré hygienické podmínky. Kromě toho, že jsou hygienické, jsou součásti vyrobené z materiálu iglidur i3 vhodné také pro všechny aplikace podléhající opotřebení. Testy z vlastní laboratoře igus ukazují, že odolnost proti otěru je zde 3krát až 30krát větší než u běžných materiálů laserového sintrování. Součásti se zároveň vyznačují velmi vysokou mechanickou pevností, takže jsou mimořádně vhodné pro výrobu čelních převodů, kuželových soukolí, hnacích matic, speciálních posuvníků a kloubových ložisek. Test převodů to potvrdil. Čelní převody vyrobené z materiálu iglidur i3 se vyznačovaly až pětinásobnou životností oproti plastovým převodům frézovaným z POM.

Společnost igus, která je expertem na 3D tisk převodů, nabízí různé online nástroje pro konfiguraci individuálních převodů. Kalkulačka životnosti zobrazí realistický odhad životnosti převodu na základě testů prováděných ve zkušební laboratoři igus. V konfigurátoru převodů a stojanu si můžete jednoduše navrhovat součásti podle individuálních požadavků. V online kalkulačce okamžitě zjistíte přesnou jednotkovou cenu vaší součásti.

Hnací jednotka vyrobená z materiálu iglidur I3 úspěšně zvládla testy společnosti JDM Innovation GmbH.

Problém

Kvůli omezenému instalačnímu prostoru uvnitř dávkovače bylo těžké najít optimální uspořádání součástí. Instalace hnací jednotky byla natolik komplikovaná, že ji nebylo možné vyřešit jednoduše pomocí standardních vstřikovaných převodů. Dopravní pás řezací čepele musel být napnutý, což by poškodilo hnací hřídel elektrického motoru. I uspořádání hnacích prvků tak bylo neobvyklé. Instalace standardních převodů by narušila funkci součástí a měla by za následek nákladné jednorázové montáže. Dávkovač byl však určen pro sériovou výrobu. Součásti zároveň nabízely životnost více než pět let.

Řešení

Konstrukční volnost, kterou nabízí aditivní výroba, umožnila přesné přizpůsobení součástí malému instalačnímu prostoru. Díly vyrobené ze SLS prášku iglidur I3 selektivním laserovým sintrováním byly rovnou nainstalovány a otestovány. SLS prášek iglidur I3 byl vyvinut přímo pro laserové sintrování a vyznačuje se velmi dobrými tribologickými vlastnostmi. To umožňuje až 30krát vyšší očekávanou životnost součásti oproti součástem vyrobeným z běžných plastů. Díly bylo zároveň možné vyrábět mnohem rychleji než v případě injekčního vstřikování. Doba doručení je obvykle dva až tři dny – v případě urgentních projektů může igus odeslat součásti už během 24 hodin.

Jednoduchý a velmi rychlý tisk komplexních geometrií

Sestava kuželového soukolí v oddělovací jednotce dávkovače musela splnit různé požadavky, včetně malého instalačního prostoru. Pás pohání válečkovou čepel, která obsahuje miniaturní lineární vedení drylin N. Hřídel vyrobená 3D tiskem je vedena dvěma ložisky igus v plechu. Instalace standardních převodů by měla za následek omezení instalačního prostoru a nákladné jednorázové sestavy. Jelikož však byla plánována sériová výroba dávkovače, bylo nutné najít rozumnější alternativu. Vhodné řešení problému našla společnost teprve v aditivní výrobě. Individuálně vyrobený návrh CAD pro kuželové soukolí bylo možné jednoduše implementovat pomocí selektivního laserového sintrování. Díky tomu bylo možné nainstalovat hnací jednotku na malém instalačním prostoru dávkovače bez jakýchkoli kompromisů. Kromě přesné a propracované součásti byla společnost JDM Innovation GmbH nadšena také odolností vysoce výkonných polymerů igus.

CAD výkres zobrazuje kompaktní prostor, v němž byla komplexní hnací jednotka nainstalována.