Partieller Flächensauger entsteht komplett im 3D-Druck

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Partieller Flächensauger entsteht komplett im 3D-Druck

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Der innovative Flächengreifer des Herstellers Jomatik sorgt für maximale Saugleistung – aber nur an den Stellen, wo ein Bauteil anliegt und das Vakuum gebraucht wird. Dahinter steckt ein patentiertes Ventilsystem.

Mit dem partiellen Flächensauger der Jomatik GmbH lassen sich Einzelteile mit maximaler Saugleistung ansaugen, ohne dass dabei die gesamte Saugfläche belegt sein muss. Ein patentiertes Ventilsystem sorgt dafür, dass an denjenigen Stellen des Greifers die Saugkraft nicht verloren geht, an denen keine Teile anliegen. Das junge Unternehmen hat den neuartigen Greifer vollständig in Eigenregie entwickelt und mit additiver Fertigung im selektiven Lasersinterverfahren (SLS) produziert. Durch die Fertigung des Greifers mithilfe des 3D-Drucks ließ sich sein Gewicht im Vergleich zu herkömmlichen Fertigungsverfahren um rund 65 % reduzieren.

Die Spezialisten aus Tübingen haben die clevere Leichtbaulösung im Auftrag eines Kunden entwickelt und über mehrere Monate ausgiebig getestet. Seit Mai ist der Sauger erfolgreich im Einsatz. Der große Vorteil des Greifers liegt darin, dass mit ihm gleichzeitig mehrere Einzelteile mit voller Saugleistung angesaugt und weiter verarbeitet werden können. Bei herkömmlichen Greifern verteilt sich die Luft auf der gesamten Ansaugfläche. Das patentierte Vakuumventilsystem sorgt jedoch dafür, dass die Saugleistung an jeder Stelle maximal ist, an der ein Teil am Greifer anliegt. Dabei muss nicht die gesamte Saugfläche belegt sein. Das Prinzip dahinter ist einfach aber wirksam: In den Greifer sind kleine Kügelchen integriert, die wie ein Rückschlagventil funktionieren. Liegt an einer Stelle kein Teil an, verschließt die Kugel den Kanal und es kann keine Saugleistung verloren gehen. „Wenn ein Loch nicht durch ein Bauteil belegt ist, dann ist der Volumenstrom so groß, dass er die Kugel nach oben ansaugt und somit die Öffnung verschließt“, erklärt Johannes Matheis, Geschäftsführer der Jomatik GmbH. „Die Summe der Fehllüfte wird reduziert“.

Die Entwicklung und Fertigung des partiellen Flächensaugers mit additiver Produktion im 3D-Druck ist ein Novum auf dem Markt. Die Tübinger haben den Greifer aus Polyamid (PA12-Basis) im Lasersinterverfahren (SLS) hergestellt, bei dem das Material Schicht für Schicht mit Laserstrahlen verschmolzen wird. Dabei haben die Konstrukteure gleich mehrere Vorteile der additiven Produktion miteinander vereint. Dank des SLS-Verfahrens und den damit verbunden kürzeren Produktions- und Montagezeiten kann der Greifer innerhalb weniger Tage ganz individuell montiert und an den Kunden ausliefert werden.

Durch die neue konsequente Leichtbaukonstruktion konnte im Vergleich zur herkömmlichen Fertigungsweise das Gewicht um rund zwei Drittel reduziert werden. Außerdem wurde ein Faltenbalg in den Sauggreifer integriert, der ebenfalls im 3D-Druck gefertigt wurde und die Funktion des Greifers erweitert. Der Balg bewegt einen Rahmen und fixiert damit das Werkstück auf der anzubringenden Stelle. So wird der Prozess schneller und damit die Produktivität gesteigert.

Derzeit ist der Greifer in der Textilproduktion im Einsatz. Bei einem mehrteiligen Logo, das auf einem Textil aufgebracht werden soll, lassen sich mit dem partiellen Flächensauger mehrere Einzelteile in einem Schritt ansaugen und auf das Textil aufdrücken. Der Faltenbalg fixiert das zu beklebende Textil, um ein sicheres Aufbringen zu gewährleisten. Aber es gibt noch weitere Anwendungsfelder, zu denen zum Beispiel der gesamte Bereich der Verpackungstechnik gehört. Denn mit dem partiellen Flächensaugsystem lassen sich praktisch beliebige Geometrien und Formen ansaugen. Und davon gibt es in der Verpackungsbranche genug. „Der Abstand zwischen den Löchern beträgt lediglich 5 mm und ist damit deutlich geringer als bei anderen Flächengreifern“, ergänzt Matheis. „Damit lassen sich Bauteile freier auf der Fläche positionieren und es können auch sehr kleine Teile sicher angesaugt und transportiert werden.“ Unterm Strich kann der Anwender mit einer Handlingseinheit eine breite Palette an Bauteilen greifen, ohne jedes Mal den Greifer auf das Bauteil anpassen zu müssen.

Nicht zuletzt ist auch die Konstruktion des Greifers variabel. So können die Tübinger den Greifer in verschiedenen Formen herstellen. Möglich wird dies durch das Herzstück des Flächensaugers, dem patentierten Vakuumventilsystem. Auch die Zahl der im Sauger verbauten Ventile lässt sich je nach Einsatzgebiet variieren. (ub)


Spezialist für Lasersintern

Geschäftsführer Johannes Matheis hat die Jomatik GmbH im Jahr 2014 in Tübingen gegründet. Das junge Unternehmen agiert als Konstruktions- und Produktionsdienstleister und hat sich auf die additive Fertigungsmethode des Lasersinterverfahrens spezialisiert. Zudem konzentriert sich das Team auf verschiedene Nachbereitungs- und Veredelungstechniken und kann so seinen Kunden alles aus einer Hand anbieten. Ende 2016 wurde das Unternehmen nach DIN EN ISO 9001 zertifiziert. Außerdem wurden die Tübinger im Rahmen der Initiative „100 Betriebe für Ressourceneffizienz“ ausgezeichnet, die vom baden-württembergischen Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft gefördert wird.

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