Impresión 3D para una cafetera automática: gran durabilidad para el ajuste automático de la altura de la bandeja para tazas

• Qué se necesitaba: Componentes para la parte mecánica de un dispositivo de ajuste de la bandeja de tazas de una máquina de café automática
• Método de fabricación: Sinterización selectiva por láser
• Requisitos: Conformidad alimentaria, estabilidad, robustez, suavidad de movimientos, estabilidad dimensional
• Material: iglidur I6
• Sector: Máquinas expendedoras
• Beneficios para el cliente: Alta resistencia al desgaste, alta tenacidad y durabilidad, grado alimentario que cumple con la FDA y la normativa de la UE 10/2011

Breve descripción de la aplicación:
La bandeja para tazas de la cafetera automática se ajustaba a mano al tamaño de la taza. Para que este ajuste fuera automático, el equipo del proyecto de la Escuela de Ingeniería Mecánica de Ansbach ha desarrollado una bandeja para tazas motorizada con ajuste de altura controlado por sensores. Para la parte mecánica del ajuste de altura se utilizó un motor, un soporte de extremo de eje impreso y husillo también impreso. Las piezas impresas en polímero iglidur I6 de alto rendimiento permiten un movimiento muy suave y ofrecen una gran robustez y durabilidad. El polímero optimizado tribológicamente también es compatible con los alimentos de acuerdo con los requisitos de la FDA y la normativa de la UE 10/2011.

 

Mecanismo de regulación de la altura de la bandeja para tazas, compuesto por un husillo y un soporte para el extremo del eje

Problema

Hasta ahora, la altura de la bandeja para las tazas de la cafetera automática se ajustaba manualmente al tamaño de las tazas, por lo que se necesitaba una solución automática. Un equipo de la Escuela de Ingeniería Mecánica de Ansbach desarrolló un mecanismo motorizado para el ajuste de altura controlado por sensores. Solo faltaba encontrar los materiales adecuados para el concepto de soporte del eje y el husillo. El dispositivo debía cumplir unos requisitos muy estrictos: un movimiento muy suave del husillo en contacto con el soporte del eje y estabilidad dimensional fiable para garantizar que se respetaban las dimensiones del interior de la cafetera. Los materiales también debían ser adecuados para el contacto con los alimentos y el peso total de la taza o tazas.

Solución

El equipo del proyecto encontró al socio perfecto: igus. Junto con el responsable de la fabricación aditiva, Tom Krause, el equipo consiguió producir un prototipo impreso en 3D para el concepto mecánico. En este caso, se imprimió con el polímero de alto rendimiento iglidur I6, un material desarrollado por igus para el sinterizado láser, que impresionó al equipo por su robustez, estabilidad dimensional y características de desplazamiento. Tras modificar y mejorar el concepto, se encargaron todas las piezas al departamento de impresión 3D. Además de las propiedades ya mencionadas, el mecanismo también convenció por su alta resistencia al desgaste, la perfecta reproducción de los detalles y la conformidad alimentaria de acuerdo con los requisitos de la FDA y la UE 10/2011. Otro argumento a favor del método elegido es que no se necesitan moldes para el sinterizado por láser, y las piezas pueden producirse de forma económica a partir de una unidad.

Funcionamiento del ajuste automático de la bandeja para tazas

Funcionamiento del ajuste automático de la bandeja para tazas Hasta ahora, la altura de la bandeja de la cafetera automática se ajustaba manualmente al tamaño de las tazas. Para que la cafetera automática hiciera realmente honor a su nombre, un equipo de proyecto de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica de Ansbach desarrolló un práctico ajuste automático de la bandeja para tazas. El sistema determina la altura de las tazas por medio de sensores que luego activan un mecanismo compuesto por un husillo y soporte para el eje, ambos impresos en 3D, fijado al mecanismo de la bandeja. Los sensores miden la distancia entre el borde superior de la taza y el borde inferior de la boquilla de salida del café, siendo capaces de detectar la altura de tazas transparentes y no transparentes. El software controla el motor que mueve el mecanismo hasta que se alcanza la separación requerida.

Vista frontal de la cafetera automática con su bandeja para tazas ajustable automáticamente

iglidur I6, el polímero de alto rendimiento para alimentos

Para el mecanismo se eligió el polímero iglidur I6, optimizado tribológicamente, que ofrece una gran resistencia al desgaste. El movimiento suave entre el husillo y el soporte para el extremo del eje fue uno de los principales criterios para elegir este material. Los materiales igus tienen una gran popularidad, especialmente para las máquinas expendedoras. Sus lubricantes sólidos incorporados hacen innecesaria la lubricación externa. Esta falta de lubricación permite un uso higiénico y el contacto con los alimentos de acuerdo con los requisitos de la FDA y la UE 10/2011. El material utilizado para el sinterizado selectivo por láser tiene una vida útil considerablemente más larga que los polímeros convencionales.
 
 

iglidur I6 está disponible en la tienda como material de sinterización láser y convence por sus buenas propiedades de deslizamiento y su alta resistencia a la abrasión.