3D-Druck

Der 3D-Druck wird auch als "additive Fertigung" bezeichnet, da er in umgekehrter Richtung zur herkömmlichen mechanischen Bearbeitung arbeitet, bei der das Teil durch Abtragen von Material aus dem Rohteil hergestellt wird. Bei dieser Technologie wird das Teil durch Überlagerung von Schichten hergestellt. Jede Schicht entspricht dem Querschnitt des Objekts. Auf diese Weise lassen sich auch sehr komplexe Geometrien realisieren.

Am Anfang steht ein 3D-Entwurf, der mit einer CAD-Konstruktionssoftware erstellt und dann im STL-Format (Punktwolke) gespeichert wird. Diese Datei wird an die "Slicing"-Software weitergeleitet, die das Bauteil in Schichten unterteilt. Jetzt kann der 3D-Drucker die verschiedenen Teile des Objekts reproduzieren. 

Der industrielle additive Druck hat gegenüber den herkömmlichen Verfahren mehrere Vorteile:

Geometrien

Der 3D-Druck verdankt seine enorme Popularität in der Industrie seiner Fähigkeit, Objekte mit extrem komplexen Formen zu reproduzieren. Dieser Aspekt ist ein sehr wichtiger Vorteil: Es ist möglich, Teile mit Innenkanälen, kompliziert geformten Löchern und Hinterschneidungen herzustellen, die mit anderen Verfahren nicht realisierbar sind.

Anpassungsfähigkeit der Nutzung

Im Vergleich zu herkömmlichen Techniken erfordert der 3D-Drucker keine zusätzlichen Werkzeuge oder externen Vorrichtungen (Gussformen, Vorrichtungen usw.). Die einzigen zu berücksichtigenden Parameter sind z.B. die maximalen Abmessungen des Teils, das Material oder die Realisierungszeit.

Außerdem kann die Änderung des Teils in kurzer Zeit erfolgen, indem das 3D-Modell geändert und der Druck erneut gestartet wird, um einen zweiten Prototyp zu erstellen. Dank der verschiedenen 3D-Drucktechnologien ist es heute möglich, mit einer Vielzahl von Materialien zu arbeiten: Polymere, Kunststoffe, Metalle, aber auch Beton oder biologische Textilien.

Schnelligkeit

Der 3D-Druck gewährleistet, dass das Teil schnell hergestellt werden kann, wobei die Möglichkeit von Änderungen Zeit und Kosten spart.

Kosten

Es ist wichtig, die Art und Komplexität der in Serie zu produzierenden Designs zu berücksichtigen.

Im Vergleich zum Spritzguss ist der 3D-Druck beispielsweise bei komplexen Konstruktionen kostengünstiger. Handelt es sich dagegen um geometrisch einfache Teile, ist die traditionelle mechanische Bearbeitung möglicherweise besser geeignet. 

Außerdem ist der 3D-Druckprozess so weit automatisiert, dass er keine langen Arbeits- und Wartungszeiten erfordert.

Was Sie mit dem Online-3D-Druckservice erreichen können

Vom Prototyp bis zum fertigen Produkt mit besonders komplexen Formen und Geometrien. Kurze Produktionszeiten, niedrige Herstellungskosten und Reproduzierbarkeit sind die Merkmale, die dafür sorgen, dass der 3D-Druck ein hervorragendes Werkzeug sowohl für die Herstellung von Produkten auf Abruf als auch für die Massenproduktion ist. Darüber hinaus ermöglicht es die Arbeit mit einer Vielzahl von Materialien und lässt viel Raum für Kreativität.

Beschränkungen des Online-3D-Drucks

Die Grenzen liegen in den spezifischen Charakteristiken des Projekts:

Dimension

Jeder Drucker hat seinen eigenen Arbeitsbereich und seine eigene Produktionskapazität. In diesem Fall müssen für besonders große Objekte geeignete Maschinen evaluiert werden.

In ErreBiLab sind die maximal realisierbaren Abmessungen ein Arbeitskubus von 500x500x500 mm.

Komplexität

Wie bereits erwähnt, ist der 3D-Drucker nur bei komplexen Projekten kosteneffizient. Handelt es sich hingegen um Prototypen oder geometrisch einfachere Modelle, können traditionelle Techniken kostengünstiger sein.

Timing

Abhängig von der Menge der zu produzierenden Teile ist der 3D-Druck bei großen Stückzahlen (mittlere und große Serien) möglicherweise nicht kosteneffizient.

Drucktechniken und Unterschiede

Für Kunststoffe gibt es verschiedene 3D-Druckverfahren:

• FDM: Fused Deposition Modeling (Schmelzschichtmodellierung). In diesem Fall schmilzt und extrudiert die Maschine ein thermoplastisches Filament, das eine Düse Schicht für Schicht im Druckbereich ablegt. Es können verschiedene Materialien wie ABS, PLA und andere Blends (auch in verschiedenen Farben) verwendet werden. Die Auflösung und Präzision sind geringer als bei anderen Drucktechniken.
• SLA: Stereolithography. Es war die erste 3D-Drucktechnologie, die in den 80er Jahren entwickelt wurde. Ein Laser wird eingesetzt, um ein flüssiges Harz zu hartem Kunststoff zu polymerisieren (Photopolymerisationsverfahren). Es bietet eine höhere Auflösung und Präzision sowie eine bessere Detailgenauigkeit und Oberflächengüte als andere Technologien. Sie ist die beste Wahl für Teile mit engen Toleranzen und geringer Oberflächenrauhigkeit.
• SLS: Selective Laser Sintering (Selektives Laser-Sintern). Diese Drucker verwenden Hochleistungslaser, um Polymerpulverpartikel zu schmelzen, wobei das ungeschmolzene Pulver als Träger für das Teil dient, das während des Prozesses "wächst", so dass keine speziellen Trägerstrukturen erforderlich sind. Die mechanischen Eigenschaften der mit dieser Technologie hergestellten Teile sind sehr hoch (vergleichbar mit denen der im Spritzgussverfahren hergestellten Teile). Das am häufigsten verwendete Material ist Nylon.

Bei den metallischen Werkstoffen kann es sich um so unterschiedliche Materialien wie Aluminiumlegierungen, Titan, Stahl bis hin zu Stahl-Nickel-Chrom-Legierungen (Inconel, sehr hochtemperaturbeständig), Edelstahl, Maraging-Stahl oder Chrom-Kobalt-Legierungen handeln

• POWDER BED FUSION: Dies ist die am weitesten verbreitete Technik im 3D-Metalldruck. Diese Maschinen verteilen einen dünnen Film aus Metallpulver auf einer Arbeitsplatte und schmelzen dann die Bereiche, die dem Querschnitt des Teils entsprechen. In diesem Bereich gibt es zwei Haupttechnologien:
  • SLS: Selektives Laserschmelzen (auch bekannt unter Abkürzungen wie DMLS, SLS, DMP, LPBF). In diesem Fall schmilzt ein Hochleistungslaser die Bereiche auf, die den Querschnitten des Werkstücks entsprechen. Am Ende des Druckvorgangs entfernt der Bediener das noch nicht geschmolzene Pulver, trennt das Teil von der Platte und führt die weitere Bearbeitung durch.
  • EBM: Electron Beam Melting = Elektronenstrahlschmelzen. In diesem Fall wird ein Elektronenstrahl zum Schmelzen der Pulver verwendet; die Endqualität ist schlechter als bei der SLS-Technologie, aber die Produktionsgeschwindigkeit ist viel höher. Die Maschinen sind sehr teuer und erfordern einen dafür geschulten Bediener.
• DIRECT ENERGY DEPOSITION: In diesem Fall wird das Material nicht über ein Pulverbett, sondern direkt über den Druckkopf zugeführt, der es gleichzeitig auf das zu fertigende Teil gießt. Diese Technologie kann im Gegensatz zu POWDER BED FUSION zur Reparatur beschädigter Teile verwendet werden. In diesem Bereich gibt es zwei Arten: POWDER DED und WIRE DED. Im ersten Fall verteilt und verschmilzt der Druckkopf die Pulverpartikel, im zweiten Fall liegt das Metall in Drahtform vor.
• BINDER JETTING: Diese innovative und neuartige Technologie könnte SLS aufgrund ihrer Schnelligkeit und Skalierbarkeit bei großtechnischen Anwendungen und hoher Produktivität ablösen. Bei diesen Maschinen wird zunächst eine Pulverschicht auf die Arbeitsplatte aufgebracht, dann verteilt ein Druckkopf (ähnlich wie bei Tintenstrahldruckern) ein strukturbindendes Polymer auf den Querschnitt des Teils. Diese Maschinen erfordern jedoch einen zweiten Sinterprozess in geeigneten Öfen, bei dem das Polymerbindemittel entfernt wird und das Teil dadurch metallisch wird. Die Vorteile sind die hohe Druckgeschwindigkeit und die Modularität, die Tatsache, dass viele Teile in riesigen Öfen gesintert werden können; leider sind diese Maschinen derzeit noch sehr teuer.
• BOUND POWDER EXTRUSION (Atomic Diffusion additive Manufacturing = Additive Fertigung durch atomare Diffusion): Bei dieser neuesten Technologie wird kein Metallpulver verwendet, sondern ein Pulver, das bereits mit bindenden Polymeren vermischt ist. Dadurch werden die mit dem Umgang mit potenziell gefährlichen Pulvern verbundenen Risiken beseitigt. Ein Faden aus Metallpulver und Polymer wird extrudiert, wodurch ein "grünes" Teil entsteht. Zu diesem Zeitpunkt sind zwei Nachbearbeitungsschritte erforderlich: Zunächst wird das Polymer "ausgewaschen" und dann wird das Teil in einem Ofen gesintert. Die Kosten für diese Maschinen sind niedriger, aber das Verfahren erfordert mehr Nachbearbeitungsschritte.

Wie ErreBiLab funktioniert:

ErreBi Lab ist der Online-Prototyping-Service für diejenigen, die ein (einfaches oder auch komplexes) Modell schnell und zu wettbewerbsfähigen Kosten entwickeln müssen.

Wir haben Designer, die Ihr Modell entwerfen und/oder Sie durch die Produktionsphase begleiten können: von der Zeichnung über die Auswahl der Materialien bis hin zur Realisierung.

Ein paar einfache Schritte zur Realisierung Ihres Projektes:

1. Wählen Sie den Druckmodus zwischen Filament und Harz;
   1. Größe des Harzdrucks 330mm, 185mm x 400mm;
   2. Größe des Filamentdrucks 500mm x 500mm x 500mm;
2. Wählen Sie die gewünschte Art von Material;
3. Wählen Sie die Farbe des Materials;
4. Wählen Sie die Qualität: hoch, mittel oder niedrig;
5. Wenn Sie den Filamentdruckmodus gewählt haben, können Sie den Füllungsgrad wählen;
6. An dieser Stelle können Sie die zu verarbeitende Datei hochladen. Erlaubte Formate sind .stl, .obj, 3mf für den 3D-Druck;
7. Nachdem Sie die Datei hochgeladen haben, können Sie Ihren Kostenvoranschlag und die Rabatte, die sich aus der Menge ergeben, einsehen;
8. Bevor Sie das Produkt in den Warenkorb legen, können Sie alle zuvor eingegebenen Parameter überprüfen, sie ändern und die aktualisierten Stückkosten in Echtzeit abrufen;
9. Sobald die Produktmerkmale definiert sind, können Sie Notizen für die Produktionsabteilung hinzufügen;
10. Legen Sie das Produkt in den Warenkorb und bestätigen Sie Ihre Bestellung.

Für große Mengen und zusätzliche Bearbeitung fordern Sie bitte ein individuelles Angebot an. Wenn Sie Hilfe benötigen, stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung: Füllen Sie das Formular aus oder kontaktieren Sie uns unter der angegebenen Referenznummer. Wir werden Ihre Anfrage so schnell wie möglich bearbeiten.