Professional Industrial 3D Printer

Professional Industrial 3D Printer

Additive Fertigung hat in den letzten Jahren einen regelrechten Boom erlebt. Viele 3D-Drucker sind mittlerweile auch für Privatanwender erschwinglich, weswegen sich ein großer Markt dafür entwickelt hat. Doch worauf kommt es bei industriellem 3D-Druck an? In diesem Beitrag gehen wir auf wichtige Faktoren speziell für den industriellen Einsatz von 3D-Druckern, die verschiedenen Technologien und mögliche Einsatzgebiete ein.

Wichtige Faktoren beim 3D-Druck

Grundsätzlich sollten Sie sich vor Anschaffung eines 3D-Druckers verschiedene Fragen stellen. Je nach Ihren individuellen Anforderungen können Sie so das für Sie passende Gerät auswählen.
 
Wir haben hier eine Sammlung an Fragen zur ersten Orientierung zusammengestellt:

 Je nach Einsatzgebiet eignen sich unterschiedliche Drucktechnologien. Für einfachen Prototypenbau sind andere 3D-Drucker und Materialien wirtschaftlich sinnvoll als für die Herstellung von Serienteilen.

Das Volumen Ihrer Bauteile ist ein entscheidendes Kriterium beim Kauf eines 3D-Druckers. Zwar können größere Teile auch aufgeteilt und später miteinander verklebt werden – das geht jedoch auf Kosten der Stabilität und macht zusätzliche Nachbearbeitungsschritte notwendig.

Bestimmte Verfahren wie der DLP-Druck sind aufgrund ihrer verwendeten Lichtquelle beispielsweise ideal, um großflächige Teile zu drucken.

Ein wichtiges Kriterium hierbei ist die Auflösung. Je nach verwendeter Technologie sind sehr feine Schichtdicken im Mikrometerbereich erzielbar. 

Die Präzision der Druckergebnisse hängt jedoch nicht nur von der Auflösung, sondern auch von den verwendeten Materialien, den Softwareeinstellungen und der Nachbearbeitung ab.

Die breiteste Auswahl an Materialien bieten 3D-Drucker mit Schmelzverfahren. Auch Resin-Drucker verfügen über eine sehr breite Materialpalette. Bei Pulverdruckern ist das Sortiment dagegen (noch) relativ eingeschränkt.

Die Materialauswahl reicht von Kunststoffen wie PLA, PETG oder Polyamid über ausgefallenere Materialien wie Metalle (z.B. Aluminium oder Titan), Glas oder Keramik.

3D-Druck Technologien im Vergleich

im Artikel „3D-Druck vs. Spritzguss für die Industrie“ haben wir bereits die verschiedenen 3D-Drucktechnologien erwähnt und die Vorteile gegenüber dem traditionellen Spritzgussverfahren aufgezeigt. Folgende Technologien können dabei je nach verwendetem Material unterschieden werden:
 
  • 3D-Druck mit Pulver (SLS, EBM, MJF)
  • 3D-Druck mit geschmolzenem Material (FFF, FDM)
  • 3D-Druck mit flüssigem Material (STL, SLA, DLP, MJM, FTI)

3D-Druck mit Pulver

Das Funktionsprinzip der meisten Pulverdrucker ist simpel: Ein Laser sintert ein Kunststoffpulver, das Schicht für Schicht aufgetragen wird. Andere Verfahren arbeiten mit Bindemitteln, um das Pulver zu festigen. Da das umgebende Pulver das gedruckte Teil stützt, sind häufig keine Stützstrukturen notwendig.

Allgemein bieten Pulverdruckverfahren folgende Vor- und Nachteile:

Vorteile

  • schnelle Fertigung
  • in der Regel keine Stützstrukturen notwendig, wodurch komplexe Designs realisierbar sind
  • ausgezeichnete mechanische Eigenschaften – ähnlich dem Spritzguss

Nachteile

  • raue Oberflächenbeschaffenheit
  • geringe Materialauswahl
  • erhöhte Schrumpfungsrate (bis zu 4%)
  • mehr Abfall als bei anderen Verfahren

Einsatzgebiete Pulverdruck

Rapid Prototyping, Herstellung funktionaler Serienteile

3D-Druck mit geschmolzenem Material

Diese Art von 3D-Druckern arbeiten meist mit Kunststoffen, die von einem Druckkopf geschmolzen und Schichtweise aufgetragen werden. Dabei bewegt sich entweder die Plattform selbst oder die Druckdüse. 
 
Vor- und Nachteile dieser Technologien sind:

Vorteile

  • günstige Anschaffung
  • geringe Materialkosten
  • sehr große Materialauswahl

Nachteile

  • niedrige Auflösungen und geringe Präzision
  • Stützstrukturen müssen ins Design einfließen
  • Nachbearbeitung notwendig
  • langsamer Druck

Einsatzgebiete Schmelzdruck

Einfache Proof-Of-Concept-Modelle und simpler Prototypenbau

3D-Druck mit flüssigem Material

Bei diesen Verfahren werden in der Regel lichtempfindliche, flüssige Kunstharze mit einer Lichtquelle ausgehärtet. Die bei der Photopolymerisation eingesetzten Technologien unterscheiden sich vor allem in der eingesetzten Lichtquelle (z.B. Laser vs. DLP-Projektor).
 
Zu den Vor- und Nachteil dieser Verfahren zählen:

Vorteile

  • sehr breite Materialauswahl mit unterschiedlichen Eigenschaften
  • hohe Auflösung und Präzision mit der auch feine Details dargestellt werden können

Nachteile

  • höhere Materialkosten
  • langsamer als andere Verfahren (insbesondere SLA-Drucker)
  • Stützstrukturen können notwendig sein
  • häufig begrenztes Bauvolumen

Einsatzgebiete Flüssigdruck

Funktionales Prototyping, Modell-, Formen- und Werkzeugbau

Einsatzgebiete von industriellem 3D-Druck

Additive Fertigung hat viele Anwendungsbereiche im industriellen Umfeld. Dadurch können traditionell zeitaufwändige und kostenintensive Prozesse deutlich vereinfacht werden. Durch die Designfreiheit und schnelle und flexible Anpassbarkeit von Bauteilen ergeben sich eine Reihe einzigartiger Einsatzgebiete:
 
  • Rapid Prototyping
  • Rapid Tooling
  • Einfache Bauteilindividualisierung
  • Herstellung von Ersatzteilen
  • kostengünstige Kleinserienfertigung

Produktbeispiel: Rapid Shape I50+

Mit dem I50+ liefert das deutsche Unternehmen Rapid Shape einen 3D-Drucker mit innovativer DLP-Technologie für hochpräzise und produktive Fertigung. Mit der integrierten Force-Feedback-Technologie werden die einwirkenden Kräfte am Bauteil gemessen, um die maximal mögliche Geschwindigkeit bei konstant hoher Qualität zu ermöglichen.

Der Drucker verfügt zudem über eine Reihe nützlicher Features wie die automatische Resin-Nachfülleinheit oder Abtrenneinheit. 
 
Mehr Informationen finden Sie hier.

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