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
- Druckluft mit 4,5 bar tritt über den seitlichen Anschluss ein und verteilt sich über einen in die Wand integrierten inneren Ringverteiler.
- Sechs Spiralkanäle gleicher Länge (±2 %) führen die Strömung zu Tangentialdüsen — die Durchflussabweichung zwischen den Düsen bleibt unter 4 %.
- 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.
- 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