形の束縛を破る！ 新しい研究では、プラスチックの3Dプリントセンサーハウジングを使用しています

個別化された形式のセンサーは、さまざまなアプリケーションに柔軟に使用できるため、自動化テクノロジーのタスクにとって興味深いものです。 誘導型近接センサーは、コイル、回路基板、およびプラグが固定構成（固定形状の標準コンポーネント）で取り付けられている円筒形の金属ハウジングを使用します。

自動化技術では、誘導型近接センサーが金属物体の非接触検出に広く使用されています。産業用アプリケーションでは、コンポーネントの近接度だけでなく、コンポーネントが配置されている距離も記録できます。

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しかし、ハウジングの形状により、ロボットアームグリッパーなど、特定の環境に統合するための誘導型近接センサーはこれまで開発されていませんでした。



あらゆる形状のシェル



そこで、疑問が生じます。センサーハウジングをプラスチックで印刷して、任意の形状にできるようにしないのはなぜですか。これは、Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and AutomationIPAのAdditiveProductionCenterの研究チームが現在達成していることです。このチームは、プラスチック加工機械メーカーのARBURG GmbH＆Co。KGの同僚と、センサーおよび自動化のスペシャリストであるBalluffGmbHによってサポートされています。



センサーハウジングには、高い絶縁耐力と難燃性を備えたプラスチックが必要です。専門家は、電子ハウジングの標準的な射出成形材料として使用される半結晶性プラスチックポリブチレンテレフタレート（PBT）を選択しました。ただし、このタイプの材料はまだ3D印刷に使用されていないため、画期的な作業が必要です。








プラスチックはペレットの形で「フリーフォーマー」に供給されます。これはARBURGの工業用積層造形システムで、特殊な可塑化スクリューを備えた材料調製ユニットを使用します。標準粒子を溶融した後、金型を使用しない自由成形プロセスは次のとおりです。高周波ノズルを閉じて小さなプラスチック液滴を放出します。これは、可動部品キャリアの助けを借りて正確に配置できます。





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このようにして、freeformerは、印刷プロセス中に挿入できるキャビティを備えた3Dコンポーネントをレイヤーごとに作成します。これを実現するために、freeformerは各層の流れを自動的に中断し、コイル、回路基板、およびプラグを非常に正確に統合できるようにします。次に、別のプロセスで、ディストリビューターを使用して、ハウジング内に銀の導体トラックを作成します。このプロセスを完了するために行う必要があるのは、キャビティをオーバープリントしてからポリウレタンに入れることだけです。



チームはこの方法でカスタムセンサーの30以上のデモンストレーションモデルを作成し、テストの手順に従いました。コンポーネントは温度変化と振動に耐えることができ、防水性があり、電気絶縁テストに合格する必要があります。設計と製造プロセスを最適化することにより、テストは最終的に正常に完了しました。



アディティブマニュファクチャリングコンポーネントへの電子機能の統合に関する研究プロジェクトは18か月間続きました。 FraunhoferIPAでプロジェクトを率いるStefanPfefferは、現在ARBURGと協力して、導電性プラスチックを使用して将来的に他のアプリケーションを開く方法を研究しています。