ML System jest jednym ze światowych liderów w dziedzinie technologii fotowoltaiki zintegrowanej z budynkami (Building Integrated Photovoltaics). Dzięki ogromnemu zapleczu badawczo-rozwojowemu i imponującej gamie produktów firma została uznana za jednego z kluczowych innowatorów w swojej dziedzinie w raporcie Building Integrated Photovoltaic Skylights Market 2020-2027. Oto jak inżynierowie ML System wykorzystują drukarki 3D Zortrax M300 Plus, aby szybko prototypować i testować nowe produkty.

Opracowywanie inteligentnych szklanych grzejników

HQ Glass to produkt opracowany przez ML System jako zamiennik tradycyjnych systemów grzewczych. Powierzchnia grzewcza z HQ Glass to przezroczysta szyba montowana w ramie okiennej lub innych instalacjach. Temperaturę można precyzyjnie ustawić za pomocą cyfrowego panelu sterującego, a całe okno grzewcze może być zasilane energią odnawialną generowaną przez panele fotowoltaiczne również produkowane przez ML System.

„Ideą stojącą za HQ Glass było uzupełnienie naszych rozwiązań fotowoltaicznych i zbudowanie kompletnego ekosystemu do ogrzewania budynków za pomocą odnawialnych źródeł energii” – mówi Krzysztof Misiak, inżynier w ML System.

Firma wdrożyła technologię HQ Glass w dwóch oddzielnych produktach opracowanych z wykorzystaniem drukarek 3D Zortrax M300 Plus.

Prototypowanie inteligentnej ramy okiennej

Ponieważ HQ Glass spełnia funkcje znacznie bardziej zaawansowane niż typowa szyba okienna, rama, w której się znajduje, musi być zaprojektowana od podstaw z uwzględnieniem całego okablowania elektroniki kontrolującej jej działanie. Zespół inżynierów ML System rozpoczął pracę od doboru odpowiedniego materiału do druku 3D.

Pierwszym wyborem był filament PET-G, który firma miała na stanie w dużych ilościach. Zaletą zastosowania tego materiału było to, że był mocny i trwały. Jednak po kilku wstępnych testach zespół zdecydował się zamiast tego użyć standardowego ABS.

„Głównym powodem zmiany była geometria części. W tym projekcie musimy wydrukować wiele komponentów, a biorąc pod uwagę sposób budowy ramy okiennej, niektóre z nich musiały być dość długie i składać się z wielu części. PET-G ze swoją odpornością chemiczną nie reagował dobrze z żywicami epoksydowymi, których używaliśmy przy montażu. Przejście na ABS rozwiązało ten problem ”, mówi Krzysztof Misiak, Inżynier ML System.

W sumie prototypowa rama okna HQ Glass została wydrukowana w sześciu oddzielnych częściach. Najdłuższy element ramy mierzył 1,20 metra. Oprócz reagowania z żywicami epoksydowymi i acetonem, który był również używany do sklejania części, filament ABS okazał się odporny na długotrwałe działanie promieni UV, co umożliwiło zespołowi przetestowanie prototypu w rzeczywistych warunkach.

Co jest jeszcze bardziej imponujące, prototyp okazał się bardzo bliski końcowej funkcjonalności, ponieważ zespołowi ML System udało się nadać ramie certyfikat wodoodporności IP6.

Wolnostojące szklane grzejniki

Drugim produktem opracowanym przez zespół ML System przy użyciu drukarek 3D od Zortrax był wolnostojący szklany grzejnik. Celem było wykonanie szyby w technologii HQ Glass i umieszczenie jej w eleganckiej obudowie, która miała być estetyczna i pasować do nowoczesnych wnętrz.

„Kluczową korzyścią wynikającą z zastosowania technologii druku 3D w tym projekcie była możliwość szybkiego zaprojektowania i wykonania wielu obudów szklanego grzejnika o różnych wymiarach” – mówi Misiak.

Innowacyjny grzejnik, który obecnie przechodzi proces certyfikacji, będzie oferowany w różnych rozmiarach, w zależności od wymagań klientów. Będzie również w stanie wykorzystywać energię pochodzącą z fotowoltaiki jako źródło zasilania w celu zmniejszenia śladu węglowego całego budynku.

Korzyści biznesowe z druku 3D

Zdaniem zespołu ML System, rozwiązania druku 3D oferowane przez Zortrax pozwalają osiągnąć znaczną oszczędność czasu i kosztów prototypowania.

„Zanim zaczęliśmy korzystać z drukarek 3D, zlecaliśmy wykonanie prototypów na zewnątrz. Licząc od złożenia zamówienia, otrzymanie gotowego prototypu mogło zająć ponad dwa tygodnie” – mówi Misiak.

Teraz, mając na pokładzie drukarki 3D Zortrax M300 Plus, zespół może jendego dnia rozpocząć drukowanie nowego projektu, a następnego ranka rozpocząć testowanie prototypu, ponieważ drukarki 3D mogą pracować przez noc bez nadzoru. Kolejną ważną zaletą druku 3D jest to, że na wszystkich etapach procesu prototypowania można szybko wprowadzać zmiany do projektów.

Nie mniej istotne są też znaczne oszczędności. ML System przed rozpoczęciem korzystania z drukarek 3D mógł zamówić jedną prototypową obudowę do szklanego podgrzewacza w cenie od 200 zł do 240 zł. Teraz na jednej szpuli filamentu ABS w cenie 180 zł pracownicy firmy mogą wykonać 10 takich obudów. Oznacza to, że każdy prototyp kosztuje mniej więcej jedną dziesiątą tego, co kiedyś.

ML System planuje w przyszłości wykorzystywać drukarki 3D Zortrax w różnych projektach. Na maszynach M300 Plus drukowane będą łączniki i przyrządy montażowe do paneli fotowoltaicznych, łączniki do testowania ogniw DSSC, czy też osprzęt dystansowy przeznaczony do szkła o ściśle określonej grubości.

Dowiedz się więcej o drukarce Zortrax M300 Plus, z której korzysta ML System!