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Konstruktionsaufgabe · FDM, keine beweglichen Teile

Berührungsloser Wirbelgreifer VG-90

Veröffentlicht mit Einverständnis des Kunden.

Ein Roboter muss Glasflaschen direkt hinter dem Kühlofen vom Förderband heben: Wandtemperatur 110 °C, die Oberfläche klebrig vom Schmiermittel-Aerosol, Taktzeit 0,9 s. Ein mechanischer Greifer hinterlässt Spuren auf dem Glas und klemmt, wenn sich die Teile ausdehnen; ein Vakuumsauger dichtet am gewölbten Hals nicht ab.

Gelöst in einem einzigen Teil

  1. Druckluft mit 4,5 bar tritt über den seitlichen Anschluss ein und verteilt sich über einen in die Wand integrierten inneren Ringverteiler.
  2. Sechs Spiralkanäle gleicher Länge (±2 %) führen die Strömung zu Tangentialdüsen — die Durchflussabweichung zwischen den Düsen bleibt unter 4 %.
  3. Acht Leitschaufeln versetzen den Strahl in einen Wirbel: Der Druck in der Kammermitte fällt auf −0,32 bar, und die Flasche schwebt 0,4 mm über der Stirnfläche. Haltekraft 9,5 N — Greifen ohne Kontakt und ohne bewegliche Teile.
  4. Dieselbe Luft spült die Stirnfläche kontinuierlich und führt die Wärme ab: Das gedruckte Polymer überschreitet nie 65 °C.

Warum additive Fertigung der einzige Weg war

  • Verteiler und Spiralkanäle liegen geschlossen im Inneren des Körpers — Fräsen oder Gießen können diese Geometrie nicht ohne Teilungsebene und Dichtungen herstellen.
  • Gedruckt mit dem Flansch nach unten, Z entlang der Teileachse: Die Kanäle sind selbsttragend (Überhang ≥ 42°), es sind keine Stützstrukturen nötig, und die Schichten arbeiten unter der Schraubenvorspannung auf Druck.

Metall im gedruckten Teil

  • Vier Messingbuchsen M6 für den Flansch ISO 9409-1-50-4-M6 — sie nehmen das Kriechen des Polymers unter 9 N·m Vorspannung auf; eingesetzt durch Warmeinpressen.
  • Ein Messing-Gewindeeinsatz G 1/8″ im Anschluss, ein Zylinderstift Ø6 h6 aus Stahl, ein Verschleißring aus Stahl an der Stirnfläche und drei Elastomerauflagen — Schutz gegen unbeabsichtigten Kontakt.

Technische Daten

Außenmaße
Ø98 × 71 mm
Anschluss
+82 mm von der Achse
Werkstoff
PA6-CF, 100 % Füllgrad
Düse / Schicht
0,4 mm / 0,12 mm
Masse / Luftdurchsatz
118 g / 62 l·min⁻¹
Prüfung
dicht bei 6 bar
PA6-CF, gedruckter KörperMessing: Buchsen, Einsatz G 1/8″Stahl: Zylinderstift, VerschleißringElastomer: Auflagen an der Stirnfläche