additive 01.2018

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mav Innovationsforum 2018
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AUTOMATISIERUNGSLÖSUNGEN FÜR DIE ADDITIVE FERTIGUNG
Wirtschaftlicher 3D-Druck
Was vor wenigen Jahren mit Prototyping und vielen manuellen Prozessen
begann, hat sich zum Additive Manufacturing mit industriellen
Ansprüchen entwickelt. Durch vollständig automatisierte, qualitätsgesicherte
Abläufe lässt sich erstmals ein wirtschaftlicher
3D-Druck realisieren, der sowohl die Auftragsfertigung für einzelne
Kunden als auch eine individualisierte Massenproduktion erlaubt.
Eine gewichtige Rolle spielen dabei
Sensoren. Als „Augen und Ohren“
der Anlage liefern sie wichtige
Statusinformationen aus der
Anlage zur Prozesssteuerung, etwa
zu Füllständen, Drücken und korrekten
Achsbewegungen.
Kern des additiven Manufacturing-Prozesses
ist ein digitaler Prozess.
Laser, von Konstruktionsdaten
gelenkt, schmelzen Metall,
Kunststoff und andere Werkstoffpulver
schichtweise zu 3D-Bauteilen.
Und auch hier kommen schon
Sensoren zum Einsatz.
So lassen sich beispielsweise mit
kapazitiven Sensoren zuverlässig
die Füllstände von für den
3D-Druck so wichtigen Materialien
wie Granulaten und Pulvern
überwachen. Sie gelten als die
Klassiker unter den Füllstandssensoren
und haben den Ruf, unter
den Grenzschaltern wahre Alleskönner
zu sein. So kann man mit
ihnen in direktem Medienkontakt,
z. B. in einem Tank oder auch berührungslos
durch nur wenige
Millimeter dicke, nicht metallische
Behälterwandungen etwa aus
Kunststoff oder Glas, Füllstände
erfassen.
Der Autor
Martin Kurz,
Industriemanager,
Balluff GmbH.
Eine andere interessante Gruppe
von Füllstandsmeldern sind Ultraschallsensoren.
Sie eignen sich hervorragend
für eine kontinuierliche,
berührungslose Füllstandsmessung
verschiedenster Materialien. Da
diese die Entfernung zum Objekt
über eine Schalllaufzeitmessung
bestimmen, gemessen wird die
Strecke bis zur Grenzschicht Luft
/Flüssigkeit bzw. Luft/Festkörper,
bieten sie eine millimetergenaue
Auflösung und dies bei hervorragender
Hintergrundausblendung.
Ventile steuern
Um Endlagen von Ventilen zu
überwachen, sind induktive Sensoren
die klassische Lösung, da sie
metallische Objekte äußerst exakt
erfassen. Weitere Vorteile: Induk-
tivsensoren sind einfach wie eine
Schraube zu montieren, in Betrieb
zu nehmen und zu warten.
Außerdem ermöglichen sie dank
hoher Schaltfrequenzen Prozessabläufe
mit großer Geschwindigkeit.
Dabei ist ihr Funktionsprinzip so
einfach wie genial: In einem elektromagnetischen
Wechselfeld vor
der aktiven Fläche werden, durch
Metallteile im Wirkungsbereich,
Wirbelströme induziert, woraufhin
die Sensoren ihren Schaltzustand
ändern.
Will man jedoch kontinuierlich
den Öffnungsquerschnitt erfassen
und präzise regeln, sind magnetcodierte
Wegmesssysteme eine noch
bessere Alternative. Ihr kontinuierliches
Positionsfeedback sorgt
durch eine präzise Materialzufuhr
für einen effizienten Prozess und
Bild: Balluff
Drucksensoren
mit einer hochwertigen,
langzeitstabilen
Messzelle sind
Voraussetzung,
um eine homogene
Produktstruktur
und
-qualität zu erreichen.
64 additive Mai 2018