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Produkttrend

3D-Drucker für Schmelzschichtverfahren

| Autor: Simone Käfer

Für die Herstellung von 40.000 Stück dieses Einklebeteils für die Türverkleidung eines Pkws hatte Thomas Pazulla vier Monate Zeit. Das war nur mit Additiver Fertigung lösbar.
Für die Herstellung von 40.000 Stück dieses Einklebeteils für die Türverkleidung eines Pkws hatte Thomas Pazulla vier Monate Zeit. Das war nur mit Additiver Fertigung lösbar. (Bild: German Reprap)

Eine Möglichkeit, Kunststoffbauteile additiv zu fertigen, bietet das Schmelzschichtverfahren. Unter drei hier vorgestellten FLM-Druckern befindet sich ein schneller, ein genauer und einer, dessen Arbeit ständig überprüft werden kann – von überall.

  • Die vierte Generation des X400 von German Reprap druckt bis 200 mm/s schnell.
  • Mit fünf Achsen kann der Hage3D auf 0,05 mm genau drucken.
  • Der F370 von Stratasys ist netzwerkfähig, wodurch Anwender jederzeit den Druckvorgang über ein Mobilgerät abfragen können.

Ein Notfall: Der Zulieferer fällt aus, doch die Bauteile werden gebraucht. Ein Desaster in der zeitgebundenen Automobilbranche. Schnell muss ein anderer Auftragsfertiger her, der innerhalb kürzester Zeit 40.000 Teile produziert. Genau das geschah unserem Produkttester Thomas Pazulla von TP Technische Dienstleistungen. Er löste die Monsteraufgabe mit neun 3D-Druckern, die 500 Teile täglich fertigten – auch am Wochenende. Das Endprodukt ist ein Einklebeteil in der Türverkleidung eines Pkws.

2012 ging Pazulla in die Selbstständigkeit und übernahm Aufträge von der Planung, Entwicklung und Konstruktion bis zu Kleinserien und nun auch bis zur Serienfertigung. Seit 2013 befasst sich Pazulla mit Additiver Fertigung. Denn Produktionsdienstleistung wollte er auch anbieten, aber Fräsmaschinen waren zu kostspielig. Aufgrund der Nähe landete Pazulla auf seiner Suche nach einem 3D-Drucker bei German Reprap. Recht schnell wuchs sein Maschinenpark auf neun 3D-Drucker an, fünf X400 und vier X350.

Grundlage des Kunststoffdrucks

Filamente

Grundlage des Kunststoffdrucks

16.11.16 - Für die additive Fertigung gibt es neben dem 3D-Drucker eine andere entscheidende Komponente: das Material. Die Zahl der druckbaren Werkstoffe nimmt stetig zu. Am verbreitetsten ist der Druck mit Kunststoffen, die im Fachjargon Filamente heißen. lesen

Das Schmelzschichtverfahren

Beide Drucker arbeiten mit dem Schmelzschichtverfahren (FLM, Fused Layer Modeling), es versteckt sich auch hinter den Abkürzungen FFF (Fused Filament Fabrication) und FDM (Fused Deposition Modeling). Dabei wird ein auf eine Spule gewickeltes Filament im Druckkopf geschmolzen und als Endlosstrang schichtweise aufgetragen. Daher ist dieses Verfahren vorwiegend für thermoplastisches Material geeignet.

Der aktuelle X400 V4 von German Reprap steht vielleicht auch bald bei Pazulla.
Der aktuelle X400 V4 von German Reprap steht vielleicht auch bald bei Pazulla. (Bild: German Reprap)

Vom X400 existiert inzwischen bereits die vierte Generation. Ihr Bauraum von 350 mm × 400 mm × 310 mm ermöglicht einen Dualdruck von großen Objekten und natürlich auch Kleinserien. Der X400 druckt mit einer Schichtstärke bis 0,1 mm und einer Positioniergenauigkeit von ± 0,1 mm. Bei einer Extrudertemperatur von 290 °C druckt er Filament mit 1,75 mm auf einem Standard-Düsendurchmesser von 0,4 mm. Die Druckgeschwindigkeit des X400 V4 ist 10 bis 200 mm/s bei einer Verfahrgeschwindigkeit von 10 bis 300 mm/s. Pazulla druckte noch mit dem X400 V3. Aber auch mit ihm gelang es Pazulla, innerhalb von vier Monaten 40.000 Teile zu fertigen, wobei jeder seiner Drucker für 16 Teile acht Stunden benötigt. Als Material wurde das ABS-Filament von German Reprap verwendet. Die Materialwahl wurde vom Auftraggeber vorgegeben.

Ergänzendes zum Thema
 
Drei Fragen an den Anwender

3D-Druck mit fünf Achsen

Auch noch ganz frisch ist der 5-Achs-Drucker von Hage. Die Hage3D-Maschine wird auf der Formnext 2017 vorgestellt. In einem Bauraum von 500 mm × 500 mm × 450 mm werden Kunststoffe bis 300 °C gedruckt, das Druckbett erreicht 110 °C. Bei einer Verfahrgeschwindigkeit von 250 mm/s druckt die 5-Achs-Maschine auf 0,05 mm genau. Die minimale Schichtstärke beträgt ebenfalls 0,05 mm bei maximalen 150 mm/s Druckgeschwindigkeit. Durch die fünf Achsen kann der Druckkopf andere Positionen einnehmen als bisher üblich. Das wiederum soll laut Hage das Herstellen komplexer Formen ganz ohne Stützstrukturen möglich machen.

Die Stratasys-Drucker der F123-Serie können mit einer Genauigkeit 
von ± 0,2 mm oder 
± 0,002 mm/mm drucken.
Die Stratasys-Drucker der F123-Serie können mit einer Genauigkeit 
von ± 0,2 mm oder 
± 0,002 mm/mm drucken. (Bild: Stefanie Michel/MM)

Der Netzwerkfähige 3D-Drucker

Bereits auf dem Markt ist der F370 aus der F123-Serie von Stratasys. Durch seine Netzwerkfähigkeit können Druckfortschritte über Mobilgeräte überwacht werden. Bauteile fertigt er mit einer Genauigkeit von ± 0,2 mm oder ± 0,002 mm/mm, je nachdem, womit eine höhere Präzision erreicht wird. Der F370 ist mit einem Bauraum von 355 mm × 254 mm × 355 mm der größte der Serie, seine Schichtstärken von 0,127 mm sind die dünnsten. In einer Schublade an der Vorderseite der Maschine befinden sich vier Materialbehälter, zwei für das Modell, zwei für das Stützmaterial.


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