Impressão 3D para máquinas de café totalmente automáticas - longa duração de vida para um ajuste automático da bandeja de copos

• O que era necessário: Componentes para a mecânica de um ajuste automático da mesa de chávenas numa máquina de café totalmente automática
• Processo de fabrico: sinterização selectiva por laser
• Requisitos: Conformidade alimentar, estabilidade, resistência, boas propriedades de funcionamento, precisão dimensional
• Material: iglidur® i6
• Indústria: máquinas de venda automática
• Sucesso através da cooperação: elevada resistência à abrasão, dureza e vida útil

A aplicação num relance:
Até agora, a mesa de chávenas das máquinas de café totalmente automáticas era ajustada manualmente ao tamanho da chávena. A equipa de projeto da Escola Superior de Engenharia Mecânica de Ansbach desenvolveu uma mesa de chávenas motorizada e móvel com ajuste de altura controlado por sensores para um ajuste totalmente automático desta mesa. Para a mecânica do ajuste da altura, foram utilizados um motor, uma travessa impressa em 3D e um fuso impresso em 3D. Os componentes impressos em 3D feitos de plástico de alto desempenho iglidur® i6 têm propriedades de funcionamento muito boas, bem como alta resistência e vida útil.

Até agora, a altura da mesa de chávenas de uma máquina de café totalmente automática só era ajustada manualmente ao tamanho da chávena, razão pela qual se procurava uma solução automática para o ajuste. Uma equipa da Escola Superior de Engenharia Mecânica de Ansbach desenvolveu um mecanismo motorizado para um sistema de ajuste de altura controlado por sensores, para o qual ainda era necessário encontrar os materiais adequados para o conceito "traverse - spindle". Os requisitos para o conceito eram propriedades de funcionamento muito boas entre a travessa e o fuso, bem como uma precisão dimensional fiável, de modo a manter as dimensões dentro da máquina de café totalmente automática. Ao mesmo tempo, os materiais tinham de ser concebidos para o contacto com os alimentos e o peso total da(s) chávena(s).

A equipa do projeto encontrou o parceiro perfeito na igus® GmbH de Colónia. Em colaboração com o maestro de fabrico aditivo Tom Krause, a equipa conseguiu inicialmente produzir um protótipo para o conceito mecânico utilizando a impressão 3D. Foi utilizado o polímero de alto desempenho iglidur® i6 desenvolvido pela igus® especificamente para sinterização a laser, que impressionou a equipa em particular devido à sua elevada resistência, precisão dimensional e propriedades de funcionamento. Depois de rever e melhorar o conceito, todos os componentes foram encomendados através do serviço de impressão 3D. Para além das especificações já mencionadas, os mecânicos também impressionaram pela sua elevada resistência à abrasão e atenção aos detalhes. Também foi particularmente útil o facto de não serem necessárias ferramentas para o processo de sinterização a laser e de os componentes poderem ser fabricados de forma eficiente, sem quantidade mínima de encomenda.

O termo máquina de café totalmente automática refere-se principalmente ao processo totalmente automatizado de preparação de café. O problema de diferentes tamanhos de chávenas exigirem diferentes ajustes de altura para a mesa de chávenas integrada tem sido, até agora, resolvido manualmente. Uma equipa de projeto da Escola de Engenharia Mecânica de Ansbach desenvolveu um sistema de ajuste automático e conveniente da mesa de chávenas para garantir que a máquina de café totalmente automática faz jus ao seu nome. Este sistema utiliza sensores para determinar o ajuste da altura, que depois põe em movimento um mecanismo motorizado constituído por um fuso impresso em 3D e uma viga transversal ligada à articulação da mesa das chávenas. Os sensores medem a distância de deslocação entre o bordo superior do copo e o bordo inferior do bico de bebidas e reconhecem a altura dos copos transparentes e opacos. O software é então utilizado para controlar o motor até que a distância especificada seja atingida.

O plástico iglidur i6, tribologicamente optimizado e muito resistente à abrasão, foi utilizado para o mecanismo. As caraterísticas operacionais do suporte da extremidade do eixo do fuso foram um fator decisivo que levou a equipa a escolher este material. Os materiais da igus são muito importantes, especialmente para máquinas de venda automática. Os lubrificantes sólidos integrados tornam a lubrificação externa desnecessária. Isto permite uma operação higiénica, entre outras coisas. O material, que foi desenvolvido especificamente para sinterização a laser, tem uma vida útil muito mais longa do que os plásticos convencionais.