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3D Drucker

 

Erleben Sie die Additive Fertigung Live!
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Unser Showroom befindet sich in 50126 Bergheim und verfügt über folgende 3D-Drucker:

  • Ultimaker 2+
  • Ultimaker 3
  • Ultimaker S5
  • Formlabs Form 2
  • Formlabs Wash
  • Formlabs Cure

Um einen ersten Überblick der beiden Hersteller (Ultimaker & Formlabs) und den damit einhergehenden Fertigungsmethoden zu erhalten, möchten wir diese nachfolgen kurz präsentieren.

Ultimaker ist ein niederländischer Hersteller und fertigt seit 2013 3D-Drucker mit dem so genannten FDM/FFF Verfahren. (Fused Depositing Modeling) Auf Deutsch übersetzt bedeutet dies, Schmelzschichtverfahren. Wie der Name schon impleziert wird der Kunststoff, das so genannte Filament, zum Druckkopf transpoiert und dort durch eine 190 - 280°C heiße Düse extrudiert. Der aufgeschmolzene Kunststoff wird durch die drei Freiheitsgrade des Druckers, Schicht für Schicht auf das Druckbett aufgetragen.

Nachfolgend einige technische Daten:

  • Druckvolumen: 10 195 - 23 760cm³
  • Schichtauflösung: 0,03mm - 0,25mm
  • Konnektivität: WLAN & LAN (Nur beim UM3 & S5 verfügbar)
  • Bedienoberfläche: LCD/Touch oder Remote Control

Darüber hinaus können die Ultimaker 3D-Drucker eine vielzahl an Kunststoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften verarbeiten:

  • PLA (Geringer Schrumpfungsfaktor & leicht zu verarbeiten)
  • ABS (Hoher Schrumpfungsfaktor & Widerstandsfähig)
  • Nylon (Besondere Lagerbedingungen notwendig aber sehr widerstandsfähig)
  • Polycarbonat (Extrem Widerstandsfähig)
  • PET (Lebensmittelecht)
  • PETG (Hohe Shorehärte)
  • TPU (Flexibel)
  • PMMA (Formstabil bis 90°C)
  • ASA (Chemikalienresistent)
  • PVA (Wasserlöslich)

Das amerikanische Unternehmen Formlabs verfolgt einen anderen Ansatz bei der additiven Fertigung. Der Formlabs Form 2 basiert auf der SLA Technologie (Stereolitographie), bei welcher das Photopolymer (Resin) mittels Laser erhärtet wird. Diese Technologie ist bereits sehr verbreitet und findet schon in unterschiedlichen Segmenten seinen produktiven Einsatz, so können neben Passgenauen Objekte (Toleranz kleiner 0,1mm) auch Bohrschablonen für den Dentalbereich hergestellt und eingesetzt werden. Aufgrund des vielseitigen Einsatzbereichs stellt das Unternehmen ebenfalls Verbrauchsmaterialien mit unterschieldichen Eigenschaften her.

  • Standard
  • Tough
  • Flexible
  • Dental

Nach dem Druckvorgang müssen für jedes Material spezifische Aushärtungs.- und Reinigungsprozesse durchgeführt werden. Dies werden mit folgenden Komponenten standardtisiert ausgeführt.

  • Formlabs Wash (Reinigen)
  • Formlabs Cure (Aushärten)

Nachfolgend noch einige technische Daten zum Form 2 SLA 3D-Drucker

  • Druckvolumen: 145 x 145 x 175mm
  • Laser Strahldurchmesser: 0,14mm
  • Schichtauflösung: 0,025 - 0,1mm




Besonderheiten der additiven Fertigung

Die Vorteile des so genannten 3D-Drucks gegenüber traditionellen Fertigungsmethoden sind überaus vielseitig. Einige werden nachfolgend aufgeführt und weitestgehend erläutert.

Ressourcen schonend

Das Ausgangsmaterial befindet sich abhängig von der gewählten Verfahrensmethode, entweder in Form eines Kunststoffseils (Filament/FDM), einem Resins (Photopolymer/SLA) oder in Pulverform (SLS).

Jedes der zuvor genannten Verfahren und Ausgangsmaterialien haben ihre spezifischen Eigenheiten, sowie Vor.- und Nachteile. Eines haben sie jedoch gemeinsam, es entsteht kein Verschnitt. Abhängig von der Methode wird der Kunststoff aufgeschmolzen oder durch Energiezuvor mittels Laser erhärtet, jedes Verfahren bearbeitet jedoch nur so viel des Basismaterials wie es auch im derzeitigen Arbeitsprozesses benötigt. Der Rohstoff kann demnach vollständig genutzt werden.

Herstellung komplexer Strukturen

Das Ebenbild der substraktiven Fertigung bildet das Fräsen. Diese Maschinen sind heutzutage Computergestützt, bearbeiten das Werkstück vollautomatisch und werden als CNC Fräsmaschinen bezeichnet. Dienstleister oder Produzenten, die auf die Produktion komplexer Strukturen spezialisiert sind, verfügen unter anderem über eine 6-Achs CNC Fräsmaschine womit Sie über ein sehr mächtiges Werkzeug verfügen. Im Gegensatz zur additiven Fertigung stößt solch eine Maschine bei Holräumen oder filigranen Strukturen an Ihre physikalischen Grenzen. Bei der additiven Fertigung können problemlos Holräume geschaffen und infolge der geringen bewegten Masse (Fräs.- bzw. Druckkopf) und den daraus resultierenden geringen Vibrationen, filigrane Strukturen hergestellt werden.

Geringe Rüstkosten

Neben den hohen Betriebskosten, wie Strom, Wartung und das regelmäßige Ersetzen der Fräser, die eine CNC Fräsmaschine mit sich bringt, sind auch die Rüstkosten nicht zu unterschätzen. Das verwendete CAD Programm muss ebenfalls über eine CAM Schnittstelle verfügen um die Fräsdatei zu erstellen. Darüber hinaus müssen die Verfahrwege und Fräser, bei unterschiedlichen Verfahrgeschwindigkeiten und Vorschüben programmiert werden. Bei der additiven Fertigungsweise ist dies nicht notwendig. Jedes Gerät wird mit einer Software ausgeliefert, die genau diese Tätigkeiten für einen vollautomatisch übernimmt. Infolge dessen reduzieren sich die Rüstkosten resultierend aus einem Arbeitsaufwand von 5 Stunden auf 5 Minuten, um den Faktor 60.

Anwendungsmöglichkeiten

Die Anwendungsbereiche sind überaus vielseitig. Sowohl Designobjekte als auch hochbelastbare mechanische Komponenten lassen sich mit dieser Fertigungsweise zuverlässig herstellen.