Stampa 3D per macchine da caffè completamente automatiche - lunga durata d'esercizio per la regolazione automatica del vassoio reggi-tazza

• Cosa serviva: componenti per il meccanismo di regolazione automatica del vassoio reggi-tazza di una macchina da caffè completamente automatica
• Metodo di produzione:sinterizzazione laser selettiva
• Requisiti: conformità alimentare, robustezza, stabilità, buone proprietà operative, precisione dimensionale
• Materiale: iglidur® i6
• Settore: distributori automatici
• Successo dovuto alla cooperazione: elevata resistenza all'usura, tenacità e lunga durata d'esercizio

L'applicazione in breve:
fino ad ora, il vassoio per le tazze della macchina da caffè completamente automatizzato è stato adattato manualmente alla dimensione della tazza. Per automatizzare completamente la regolazione del vassoio, il team di progetto della Maschinenbauschule Ansbach, un istituto di ingegneria meccanica, ha sviluppato un vassoio mobile e motorizzato con regolazione dell'altezza controllata da un sensore. Il meccanismo di regolazione dell'altezza utilizzava un motore, un supporto di estremità per alberi stampato in 3D e una vite di comando stampata in 3D. Le parti stampate in 3D in plastica ad alte prestazioni iglidur® i6 hanno eccellenti proprietà operative, stabilità e durata d'esercizio.

 

Meccanismo per la regolazione dell'altezza del vassoio tazze, composto da un attuatore e supporto albero

Problema da risolvere

A fronte della tradizionale regolazione manuale dell'altezza del vassoio reggi-tazza della macchina da caffè, è emersa l'esigenza di disporre di una soluzione automatizzata. Un team della scuola di ingegneria meccanica Ansbach ha sviluppato un meccanismo a motore con regolazione dell'altezza controllata da sensore. Era importante reperire materiali idonei per il sistema di "supporto albero". I presupposti del sistema consistevano in eccellenti caratteristiche di funzionamento tra supporto albero e attuatore, oltre a un'affidabile precisione dimensionale rispetto alle parti interne della macchina da caffè. Al contempo, era necessario disporre di materiali conformi al contatto con alimenti e al peso complessivo della tazza.

Soluzione

Il team di progetto ha trovato il partner perfetto nella igus® GmbH di Colonia. Lavorando con il capo della produzione additiva Tom Krause, il team ha prodotto per la prima volta un prototipo di concetto meccanico con la stampa 3D. Hanno usato il polimero ad alte prestazioni iglidur® i6 , che igus® aveva sviluppato specificamente per la sinterizzazione laser. Il team ne ha apprezzato l'elevata stabilità, la precisione dimensionale e le caratteristiche operative. Dopo aver rivisto e migliorato il concetto, il team ha ordinato tutti i componenti dal servizio di stampa 3D. Oltre alle specifiche sopra menzionate, il meccanismo era caratterizzato da un'elevata resistenza all'usura e livello di dettaglio. Anche la natura del processo di sinterizzazione laser e l'efficiente produzione di pezzi senza un minimo d'ordine sono stati utili.

Funzionamento della regolazione automatica del vassoio reggi-tazza

Il termine "macchina da caffè completamente automatica" è sostanzialmente riferito al processo automatizzato di preparazione del caffè. Fino ad oggi, la regolazione in altezza del vassoio reggi-tazza avveniva manualmente, in base al formato della tazza. Per realizzare una macchina da caffè che fosse davvero completamente automatica, un team di progetto della scuola di ingegneria meccanica Ansbach ha sviluppato un ingegnoso sistema di regolazione automatizzato per il vassoio reggi-tazza. La regolazione dell'altezza, controllata da sensori, consiste nell'attivazione del meccanismo a motore collegato alle leve, costituito da albero e supporto di estremità stampati in 3D. I sensori misurano la corsa tra il bordo superiore della tazza e l'estremità inferiore della bocca di erogazione della bevanda, riconoscendo inoltre le tazze trasparenti e opache. L'utilizzo del software permette di controllare il motore fino al raggiungimento della distanza rilevata.

Vista anteriore della macchina da caffè completamente automatica con vassoio reggi-tazza a regolazione automatizzata

iglidur® i6 - polimero resistente all'usura ad alte prestazioni

Per il meccanismo è stata utilizzata la plastica iglidur® i6 tribologicamente ottimizzata e molto resistente all'usura. Le caratteristiche di funzionamento del supporto di estremità per alberi sono state un fattore determinante che ha spinto il team a scegliere questo materiale. I materiali igus® sono molto importanti, soprattutto per i distributori automatici. I lubrificanti solidi integrati rendono superflua la lubrificazione esterna. Ciò consente, tra le altre cose, un funzionamento igienico. Il materiale, appositamente sviluppato per la sinterizzazione laser, ha una durata d'esercizio molto più lunga rispetto alle plastiche convenzionali.

 

iglidur I6 è disponibile in commercio come materiale per la sinterizzazione laser, apprezzato per le buone proprietà di scorrimento e l'elevata resistenza all'usura.