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3D-Drucker

Kontinuierlich arbeitender 3D-Drucker für die Kleinserienproduktion

| Redakteur: Stefanie Michel

3D-Drucken auf einer zur Horizontalen gekippten Ebene als Teil eines neuen Maschinenkonzepts. (Bild: Voxeljet Technology)
3D-Drucken auf einer zur Horizontalen gekippten Ebene als Teil eines neuen Maschinenkonzepts. (Bild: Voxeljet Technology)

Voxeljet präsentiert den ersten kontinuierlich arbeitenden 3D-Drucker. Mit dieser „Continuous 3D-Printing Technology“ erschließt sich eine neue Dimension in der werkzeuglosen Herstellung von Formen und Modellen. Die Prozessschritte Bauen und Entpacken laufen parallel, ohne den Betrieb der Anlage unterbrechen zu müssen.

Mit einer Konzeptstudie zur „Continuous 3D-Printing Technology“ zeigt Voxeljet eine neue Maschinengeneration: Während ein kontinuierlich arbeitender 3D-Drucker auf der einen Seite der Anlage druckt, kann auf der anderen Seite synchron entpackt werden – bei laufendem Betrieb. Damit wird insbesondere die werkzeuglose Kleinserienproduktion von Formen und Modellen für den Metallguss um eine Dimension schneller und wirtschaftlicher. Möglich wird dies durch den zum Patent angemeldeten Aufbau mit einem horizontal liegenden Bandförderer, der den Schichtaufbau steuert. Am Eingang des Bandförderers findet der Schichtaufbau statt, am Ausgang wird entpackt.

Druckprozess auf einer gekippten Ebene ähnelt konventionellem 3D-Druck

Kern des Verfahrens ist das Drucken auf einer zur Horizontalen gekippten Ebene. Der Druckprozess ähnelt dem konventionellen 3D-Druck: Zuerst erzeugt der Beschichter eine Pulverschicht. Diese weist einen Winkel gegenüber der Horizontalen auf der kleiner als der Schüttwinkel des Pulvers ist. Im Anschluss übernimmt ein Hochleistungsdruckkopf die selektive Verklebung der Schicht. Das Fördersystem schiebt die ganze Schüttung um eine Schichtstärke in Richtung des Entpackbereichs weiter. Das fertige Bauteil kann nach der Durchlaufzeit durch die Schüttung einfach am hinteren Ende der Anlage entnommen werden.

Die Konzeptstudie sieht einen Bauraum von 500 x 500 mm in Höhe und Breite vor. Die Länge der Formen ist bei dieser Anlagenform nahezu unbegrenzt, da es keine Längenbeschränkung in Richtung des Bandförderers gibt. Die nutzbare Baulänge wird nur durch die Handhabbarkeit der Formen begrenzt. Durch die Schrägstellung der Druckebene lassen sich nach Herstellerangaben die Nebenzeiten für die Positionierbewegungen des Druckkopfes deutlich verringern, was der Druckgeschwindigkeit zu Gute kommt.

Darüber hinaus soll die neue Anlagentechnik mit weiteren Vorteilen aufwarten: im Vergleich zu konventionellen Anlagen sind beispielsweise die Investitions- und Betriebskosten niedriger. Beim Endlosdrucker entfallen Baubehälter und separate Entpackstation. Im Betrieb punktet der Drucker laut Hersteller durch eine hohe Wiederverwendungsrate des unbedruckten Partikelmaterials, das direkt aus dem Entpackbereich in die Bauzone zurückgeschleust wird. Die Maschine kommt so mit geringeren Füllmengen und niedrigeren Rüstkosten aus.

Die Konzeptstudie trägt einen Voxeljet-Druckkopf in High-Definition-Ausführung mit 600 dpi Auflösung. Die Maschine arbeitet mit Schichtstärken von 150 µm bis 400 µm.

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