Sensorlose Lean-Getriebemotoren für Depowdering-Anlagen

Kompaktes Entpulvern

Um Bauteile nach dem 3D-Druck zu entpulvern, entwickelt Solukon Maschinenbau Depowdering-Anlagen wie die Solukon SFM-AT350 für mittelgroße Werkstücke. Für das kompakte Zwei-Achs-Schwenksystem benötigte der Maschinenbauer robuste und vor allem platzsparende Antriebe. Stöber lieferte neben Lean-Kegelradgetriebemotoren auch den kompakten Lean-Planetengetriebemotor.
 Solukon steuert die Lean-Planetengetriebemotoren sowie die Lean-Kegelradgetriebemotoren mit dem Antriebsregler SC6 an, der bei dieser Anwendung als Doppelachsregler ausgelegt ist.
Solukon steuert die Lean-Planetengetriebemotoren sowie die Lean-Kegelradgetriebemotoren mit dem Antriebsregler SC6 an, der bei dieser Anwendung als Doppelachsregler ausgelegt ist. Bild: Stöber Antriebstechnik GmbH + Co. KG, Solukon Maschinenbau GmbH/Jo Teichmann Fotografie

„Die Innenräume von im Strahlschmelz-Verfahren-gedruckten Metallteilen sind nach dem Druckprozess voll mit Pulver“, beschreibt Andreas Hartmann, der 2015 zusammen mit Dominik Schmid Solukon gegründet hat. Für alle nachfolgenden Bearbeitungsschritte und für die spätere Verwendung müssen die Werkstücke davon befreit werden. Lange Zeit geschah dies manuell durch Schütteln, Klopfen oder Aussaugen. Bei komplex geformten Bauteilen ist das schwieriger – besonders wenn sich im Inneren der Bauteile ein Labyrinth an Kanälen befindet. „Gerade bei komplexen Bauteilen muss das Entpulvern automatisiert ablaufen“, sagt Hartmann. Das inhabergeführte Unternehmen entwickelt, montiert und vertreibt hoch automatisierte Anlagen und zugehörige Peripheriegeräte für das Postprocessing der additiven Fertigung. Alle Entpulverungsanlagen basieren auf der Smart-Powder-Recuperation-Technologie (SPR). Durch automatisiertes Schwenken um zwei Achsen sowie gezielte Schwingungsanregung wird das Pulver fließfähig. Damit läuft es selbst aus sehr feinen Kanälen sicher und kontrolliert ab – und dem Prozess wieder zu. Die SFM-AT350 gehört zu den neuesten Entwicklungen bei den Depowdering-Systemen. Solukon hat sie im Herbst 2021 auf den Markt gebracht.

 Solukon steuert die Lean-Planeten- sowie Lean-Kegelradgetriebemotoren (r.) von Stöber in seinen Dewpodering-Anlagen mit dem Antriebsregler SC6 an, der bei dieser Anwendung als Doppelachsregler ausgelegt ist.
Solukon steuert die Lean-Planeten- sowie Lean-Kegelradgetriebemotoren (r.) von Stöber in seinen Dewpodering-Anlagen mit dem Antriebsregler SC6 an, der bei dieser Anwendung als Doppelachsregler ausgelegt ist.Bild: STÖBER Antriebstechnik GmbH + Co. KG, Solukon Maschinenbau GmbH/Jo Teichmann Fotografie

Komplett ohne Encoder

„Um einen kompakten Aufbau zu erreichen, benötigten wir bei der Entwicklung besonders platzsparende Antriebslösungen, sowohl für die Endlosrotation des Drehtellers, auf dem das Bauteil befestigt ist, als auch für den horizontal beweglichen Schwenkarm“, erklärt Hartmann. Auf der Formnext 2019 lernte Andreas Hartmann Udo Cyrol kennen, den Leiter des Stöber Vertriebscenters Süd-Ost. „Bisher kamen in den Entpulverungsanlagen Servoantriebe zum Einsatz. Um nun noch kompakter bauen zu können, ohne an Leistung zu verlieren, empfahlen wir unseren sensorlosen Lean-Getriebemotor“, berichtet Cyrol. Die Vorteile: Ein hochpräzises Planetengetriebe sowie ein erstklassiges Kegelradgetriebe kombiniert mit einem energieeffizienten, encoderlosen und robusten Lean-Motor – besonders effizient für passgenaue, kompakte Maschinenkonzepte. Die Argumente überzeugten den Maschinenbauer aus Augsburg. Mit Wirkungsgraden bis zu 96 Prozent erreichen die Motoren die Effizienzklasse IE5. Damit ist Solukon schon jetzt auf einem Technologiestand, der erst in einigen Jahren gefordert sein wird. Mit dem Stöber Lean-Getriebemotor lassen sich Drehzahl und Drehmoment stufenlos vom Stillstand bis zur Maximaldrehzahl bei voller Drehmomentkontrolle regeln – dabei arbeitet er komplett ohne Sensorelemente. „Damit ist auch nur ein einfach geschirmtes Standard-Leistungskabel erforderlich“, beschreibt Cyrol. Trotz Verzicht auf einen Encoder im Motor liegt die Drehzahlabweichung bei weniger als einem Prozent, die Positioniergenauigkeit bei ±1.

Doppelachsregler

Ansteuern lassen sich die Lean-Getriebemotoren bei Solukon mit dem SC6, einem 45mm breiten Antriebsregler mit integrierter Leistungsversorgung. Bei dem Maschinenbauer ist dieser als Doppelachsregler mit einem Ausgangsnennstrom bis 2x19A im Einsatz. Das kompakte Stand-Alone-Gerät eignet sich für antriebsbasierte Anwendungen mit bis zu vier Achsen. Für die funktionale Sicherheit entwickelte Stöber das für die Antriebsregler optional erhältliche Sicherheitsmodul SU6. Damit steht Solukon eine Lösung für die Sicherheitsfunktionen STO und SS1 über Profisafe zur Verfügung. Der SC6 ist damit prädestiniert für den Einsatz in sicherheitstechnischen Systemen bis SIL 3, PL e, Kategorie 4. Der Konstrukteur kann etwa einen Not-Halt nach EN13850 umsetzen – oder einen unerwarteten Anlauf nach EN14118 vermeiden. Die Funktionalität der Kommunikationsschnittstelle des Reglers ist zudem Profinet-zertifiziert. Andreas Hartmann ist zufrieden: „Bei der Entwicklung des 2-Achs-Schwenksystems hat uns Stöber hervorragend unterstützt. Mit den verbauten Komponenten gelang uns ein äußerst kompakter Aufbau mit starker Leistung. Mit den spielarmen Getriebemotoren konnten wir zudem sowohl das Abfahren der Bahnen verbessern als auch bei den Kippbewegungen bessere Übergänge schaffen.“

Stöber Antriebstechnik GmbH & Co. KG

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