Printarea 3D a componentelor ieftine pentru o lampă de monitorizare a calității aerului

Rezumat

PLM DATA S.r.l.® este o companie italiană specializată în prototipare și componente printate 3D în serii mici la cerere.

Recent, echipa a fabricat componente ale carcasei pentru o lampă senzorială inovatoare numită AQI-NOS utilizând Zortrax M300 Plus și Zortrax M300. Au folosit Z-HIPS și Z-GLASS.

Lampa folosește o electronică simplă pentru a detecta valorile calității aerului și pentru a le comunica prin LED-uri.

Printarea 3D are o poziție bine stabilită în producția de articole pentru utilizare finală cu costuri reduse, foarte personalizate. Multe companii urmează această abordare în care, cu o idee și un proiect de bună calitate, își pot realiza eficient viziunile folosind echipamente de fabricație aditivă.

  

Una dintre companiile cu un profil de afaceri similar este PLM DATA S.r.l.® cu sediul în Napoli, Italia. A fost înființată de o echipă de ingineri cu experiență vastă în implementarea proiectelor CAD/CAM, specializată în prototipare și componente printate 3D în serii mici la cerere. În ultimii câțiva ani, compania a participat la mai multe proiecte din diferite domenii, livrând cu succes piese de utilizare finală pentru bicicletele de munte MTB utilizate în Campionatele UCI Mountain Bike sau supapele de oxigen în timpul primului val al pandemiei.

 

 Imprimante 3D Zortrax în atelierul PLM DATA S.r.l.®.

 

Recent, PLM DATA S.r.l.® a fabricat componente pentru o lampă senzorială, al cărei scop principal este monitorizarea calității aerului. Pentru acest studiu de caz, echipa ne-a împărtășit modul în care imprimarea 3D și-a simplificat fluxul de lucru în timpul producției.

 

Cum printarea 3D permite transformarea unei idei într-un articol personalizat

În luna ianuarie a acestui an, Monica Massera, un arhitect din Napoli, a contactat echipa PLM DATA S.r.l.® și le-a cerut ajutor cu conceptul ei de lampă senzorială inovatoare numită AQI-NOS. Monica pregătea piesa pentru o expoziție internațională „ECHINO DESIGN” organizată la Napoli, care urma să arate relația dintre design, artă și știință cu formațiunile și structurile observate în natură. Și, de fapt, așa cum spune arhitectul: „Proiectul AQI-NOS a fost inspirat și conceput din studii și observații directe ale ECHINOIDELOR, adică aricii de mare”.

 

Proiectul lămpii presupunea utilizarea unei electronice simple care să detecteze valorile calității aerului și să le comunice printr-un cod luminos semnalizat de LED-uri. Toate componentele electronice trebuiau să fie închise într-o carcasă printată 3D.

Inginerii de la PLM DATA S.r.l.® și-au împărțit toate sarcinile necesare între ei și au început lucrările de proiectare și printare 3D a carcasei lămpii.

   

 

Fluxul de lucru Pasul 1: Transpunerea schițelor în software CAD

În primul rând, experții PLM DATA S.r.l.® au studiat schițele lămpii pe care Monica le-a pregătit în software-ul AUTOCAD pentru a determina toate aspectele tehnice ale proiectului. „Am vrut să înțelegem ce materiale și ce imprimante sunt cele mai potrivite pentru printarea modelului 3D și costurile de producție”, spune Andrea Bifulco, designer CAD 3D la PLM DATA S.r.l.®.

  

În continuare, designerul s-a ocupat de toate etapele de modelare 3D prin transpunerea schițelor în software-ul CAD – PTC Creo Parametric 3D. El a reproiectat lampa și a adus îmbunătățiri semnificative în design și stil. Întregul model a fost împărțit în corpul central cilindric cu aripioare al lămpii cu fantă pentru un filtru de aer și baza de sprijin cu o carcasă pentru placa de bază și unitatea de alimentare.

 

Fluxul de lucru Pasul 2: Printarea 3D a pieselor carcasei

După modelare, Francesco Verdosci, un alt membru al echipei PLM DATA S.r.l.®, a trecut la pregătirea modelelor în software-ul Z-SUITE și la printarea lor 3D. Deoarece lampa AQI-NOS trebuia să aibă o înălțime de 240 mm (9,45 inchi) și baza de sprijin de 260 mm (10,23 inchi) lățime, Francesco a ales imprimantele 3D cu volum mare de construcție: Zortrax M300 Plus și Zortrax M300. În acest fel, inginerul nu a fost nevoit să împartă componentele în părți mai mici, deoarece acestea se potriveau cu ușurință în spațiul de lucru disponibil în echipamente.

   

În ceea ce privește filamentele, Francesco a ales Z-HIPS pentru baza de susținere și Z-GLASS pentru corpul central. Z-HIPS a oferit o rezistență mecanică bună pentru a proteja electronicele instalate în bază, în timp ce Z-GLASS a avut aspectul estetic crucial în acest proiect: „Am ales să folosim Z-GLASS pentru că Monica a necesitat o transparență ridicată a corpului central al lămpii pentru a avea intensitatea luminoasă potrivită a LED-urilor în interiorul modelului” – subliniază Francesco.

 

Fluxul de lucru Pasul 3: Asamblarea lămpii

Odată ce toate componentele au fost gata, echipa a început să instaleze elementele electronice care erau integrate pentru funcționarea lămpii AQI-NOS. În interiorul corpului cu aripioare cilindrice, există un senzor inovator de detectare a gazelor BOSCH BME688. Este echipat cu o inteligență artificială miniaturizată capabilă să detecteze direct valorile „AQI” – indicele de calitate a aerului. Dispozitivul identifică prezența compușilor organici volatili (COV), a compușilor volatili ai sulfului (VSC) și a altor gaze, cum ar fi monoxidul de carbon și hidrogenul. Lampa se aprinde cu ajutorul LED-urilor instalate și în interiorul corpului central.

 

În stânga, se află lampa AQI-NOS după etapa de printare 3D. În dreapta, se află lampa cu toate componentele electronice instalate în carcasă

 

Comunicaţia dintre senzor şi LED-uri este garantată de placa de bază Raspberry special programată. Are un sistem de operare care preia cu ușurință temperaturi, umiditate, presiune și calitatea aerului. Există, de asemenea, un tablou de bord care poate fi accesat pentru a vedea toate statisticile. Placa de bază este instalată în interiorul bazei de suport împreună cu alimentatorul.

 

Fabricare rapidă și economică cu ajutorul printării 3D

După cum subliniază PLM DATA S.r.l.®, printarea 3D le-a permis să rezolve unele probleme în timpul execuției proiectului AQI-NOS. Pentru început, lucrul cu fișiere CAD și redarea acestora în formate care pot fi citite de imprimantele 3D le permite să creeze un model extrem de personalizat și să implementeze orice modificări necesare ori de câte ori este nevoie.

 

În comparație cu metodele tradiționale de producție, printarea 3D a permis echipei să economisească timp și bani, deoarece producția le-a luat mai puțin de 200 de ore și au consumat doar aproximativ 2000 g de filament. Acest lucru nu ar fi fost posibil cu alte metode într-un timp atât de scurt. „Odată cu inovațiile apărute de-a lungul anilor, printarea 3D a devenit din ce în ce mai eficientă și ne permite să lucrăm direct pe fișiere CAD, reducând semnificativ cantitatea de material necesară pentru componenta care urmează să fie fabricată. În plus, evident că putem personaliza produsele pe care le facem”, a rezumat Andrea Bifulco întregul proiect AQI-NOS.

 

Acest studiu de caz a fost realizat datorită partenerului nostru PLM DATA S.r.l.® din Italia. Vezi oferta companiei pe site-ul lor.

Comentarii

Articole similare

Seria de lămpi printate 3D de UUP Design
Seria de lămpi printate 3D de UUP Design
Triin Kõivupuu și Andre Visnapuu sunt fondatorii UUP Design, un studio de design cu sediul în Estonia. Amandoi au studiat la Universitatea de Stiinte Aplicate Pallas, unde s-au cunoscut. Curând au...
Produse de comparat (/4)