3D-Druck im ColorJetPrinting-Verfahren

2022-05-06 06:55:47 By : Mr. sam liu

Seit Jahren werden in der Industrie 3D-Drucker für Prototypen und Bauteile in Kleinserien eingesetzt. Die Teile lassen sich werkzeuglos, schnell und ohne nennenswerten Materialverlust fertigen. Ein Beispiel: der Prototyp eines Spreizer-Modells.

Die Modelldateien können in der Maschinensoftware einfach visualisiert werden. Die Einzelteile werden im Maschinenbauraum optimal platziert. Dateiformate: WRL für Farbdrucke, STL Format für monochrom weiß. Bild: 3D Fabrik

Hier ein Blick in den Bauraum der Maschine (Bauraumgröße: 381 x 254 x 203 mm). Links der farbige Bindereintrag in Pulverschicht. Bild: 3D Fabrik

Eine 2D-Ansicht des aktuell gedruckten Layers. Die Schichtdicke beträgt 0,1 Millimeter und es werden insgesamt 708 Schichten aufgetragen. Bild: 3D Fabrik

Nach dem fertigen Druck wird automatisch das restliche Pulver aus dem Bauraum gesaugt. Bild: 3D Fabrik

Im nächsten Schritt liegen die Einzelteile in der Reinigungsstation, um mögliche Pulverreste mit Druckluft und Pinsel zu entfernen. Bild: 3D Fabrik

So sehen die Einzelteile aus, wenn sie von Pulverresten befreit sind. Bild: 3D Fabrik

Im nächsten Schritt werden die Einzelteile mit ColorBond („Sekundenkleber“) infiltrier und härten aus.Durch Infiltration können die Modelle nach dem Druckprozess versiegelt werden. Dadurch steigert sich die Farbbrillanz, es lassen sich spezielle Materialanforderungen erreichen. Anschließend können die Modelle weiterbearbeitet werden, z.B. Schleifen, Bohren, etc. Bild: 3D Fabrik

Zuletzt können die Einzelteile zum fertigen Spreizer-Modell zusammengebaut werden. Das Baulvolumen beträgt für dieses Produkt 620 cm³. In 5 Stunden und 40 Minuten wurde der Prototyp ferig gedruckt. Bild: 3D Fabrik

Wenn heute der Begriff 3D-Druck fällt denken die meisten Leute an Plastikmodelle. Dabei gibt es noch eine Reihe anderer Werkstoffe, die je nach Anwendung ihre Vor- und Nachteile haben. Im ColorJetPrinting-Verfahren (CJP) wird ein gipsbasierter Hochleistungsverbundwerkstoff eingesetzt, welcher nach dem Druckvorgang zur Stabilisierung noch mit einem Infiltrat versehen wird. Einzigartig bei diesem Verfahren ist die Möglichkeit, Modelle in Vollfarben zu erstellen. Damit lässt sich die volle Farbpalette mit 390.000 Farbgebungen und einer Auflösung von 600 dpi bis hin zu fotorealistischen Texturen realisieren. Ein nachträgliches Einfärben ist nicht mehr nötig und trägt zu einer Kosteneinsparung bei.

Gegenüber abtragenden Verfahren bietet das additive Verfahren weitere enorme Vorteile, so zum Beispiel keine geometrischen Limitierungen (Hinterschneidungen, Hohlräume etc. sind machbar), effiziente Werkstoffausnutzung (Bauteilvolumen) und vor allem die hohe Geschwindigkeit – Prototypen sind in wenigen Stunden herstellbar.

Grundlage für jedes Teil ist eine 3D-Datei, die von der 3D-Druckersoftware virtuell in viele einzelne Ebenen zerlegt wird. Ähnlich wie beim Bauen mit Spielzeug-Bausteinen wird dann das Objekt Ebene für Ebene aufgebaut. Dazu wird der Pulverwerkstoff in den Bauraum gegeben und im Prinzip eines Tintenstrahldruckers Binder in den Druckfarben CMY, Black und Clear an den vorgegebenen Stellen in das Pulver gesprüht. Anschließend wird die nächste Pulverschicht aufgetragen und erneut Binder aufgesprüht, so dass es sich Schicht für Schicht zu einer Einheit verbindet. Dieser Vorgang wird so oft wiederholt, bis das Teil fertig ist. Zum Schluss wird überflüssiges Material entfernt und das Bauteil zur Festigung infiltriert.

Um die Vorteile der additiven Fertigung speziell für die Herstellung von Prototypen im Industrial Design aufzuzeigen, wird in der obigen Bilderstrecke die Erstellung eines Feuerwehr-Rettungsspreizers als maßstäbliches Modell gezeigt. Bei der Realisierung des Prototyps sollen die Einzelteile wie das Gehäuse, Haltegriff, zwei Spreizerarme mit Backen, vier Bolzen und der weiße Kolben mit beweglichen Elementen in einem Arbeitsgang hergestellt werden. Dazu wurde die 3D-Druck-Maschine ZPrint 650 eingesetzt, die heute von 3D-Systems unter dem Namen ProJet 660Pro vertrieben wird.

Ich habe die AGB, die Hinweise zum Widerrufsrecht und zum Datenschutz gelesen und akzeptiere diese.

Mit der Registrierung akzeptiere ich die Nutzungsbedingungen der Portale im Industrie-Medien-Netzwerks. Die Datenschutzerklärung habe ich zur Kenntnis genommen.

Mit neuen Ausgangstreibern macht Pepperl+Fuchs sein Portfolio von SIL3-Trennbarrieren komplett.Weiterlesen...

Nord Drivesystems liefert Lösungen, die über Lagerung, Förderung und Verarbeitung von Rohwaren sowie Prozesstechnik und Abfüllung bis zu Verpackung und Logistik reichen.Weiterlesen...

Als Alternative zu Rundschalttischen ermöglichen Lineartransfer-Systeme eine schnellere und einfachere Skalierung der Produktion.Weiterlesen...

In der Bau- und Landmaschinenindustrie ist das Nachschmieren zeitaufwendig und teuer. Trocken laufende Gleitlager punkten hier auch mit ihrer Langlebigkeit.Weiterlesen...

Um hohe Automatisierungsgrade umzusetzen, erschließen miniaturisierte Linearmotor-Achsen und -Module für ein- oder mehrachsige Anwendungen neue Möglichkeiten.Weiterlesen...