3D-Drucker

28.11.2011 Fabian Jungwirth

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Allgemeines:• 3D-Drucker wurden entwickelt um schnell 3D-Zeichnungen aus

CAD-Programme in 3D-Werkstücke zu verwandeln. Dieser Vorgang wird auch Rapid Prototyping genannt.

• 3D-Drucker = Digital Fabricator= Fabber

• aus formlosen Material auf gebaut.• in der Regel Umformverfahren• meist schichtweiser Aufbau• durch unterschiedliche physikalische

oder chemischen Prozesse

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Verfahren:• Stereolithografie: härten von flüssigem Kunststoff

• Lasersintern: sintern von pulverförmigen Stoffen • Laserschmelzen: schmelzen von pulverförmigen Stoffen

• Schmelzschichten: aufspritzen verflüssigter Stoffe

• Multijet Modelling: verbinden pulverförmiger Stoffe durch Bindemittel

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Stereolithografie:• Becken mit flüssigem Kunststoff oder Kunstharz (Epoxydharz)• Wenn man dieses intensiv mit Licht (Laser) bestrahlt härtet es aus• So wird es von einem Laserstrahl oder von Leuchtdioden in dünnen

Schichten (0,1 mm) dort bestrahlt wo das Harz aushärten soll• Nach jeder Schicht wird der Gegenstand um eine Schicht in das flüssige

Material abgesenkt und dieses wieder gleichmäßig verteilt• Diese Schritte wiederhohlen sich bis das

Werkstück fertig ist• Unter UV- Licht wird das Werkstück voll-

ständig ausgehärtet (polymerisiert)• hohe Präzision bei feinen Strukturen und

geringen Wandstärken

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Das Lasersintern:• Pulver (Metalle, Keramik, Kunststoffe, Gusssand) wird in Schichten

von 0,001 bis 0,2 mm aufgetragen und glatt gewalzt• Durch Bestrahlung mit einem Laser wird das Pulver bis kurz vor

den Schmelzpunkt erhitz => Verbindung der Teilchen (= sintern)• Nach Fertigstellung der ersten Schicht wird die Blattform abgesenkt

und neues Pulver aufgetragen • Nachdem das 3D-Modell fertig ist

wird loses Material entfernt• Es entsteht ein mehr oder weniger

poröses Werkstück• Um die Belastbarkeit zu erhöhen

werden offen gebliebenen Poren mitflüssigen Material verschlossen

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Laserschmelzen:• Metallpulver wird dünn (0,05 bis 0,3 mm) auf die Grundplatte

aufgetragen• Dieses wird durch einen Laserstrahl vollkommen aufgeschmolzen• Nach dem Erstarren => feste Materialschicht• Grundblatte wird abgesenkt und eine neue Pulverschicht aufgetragen• Diese wird wieder mit der darunter liegenden Schicht

verschmolzen• Am Ende entsteht eine

poren- und rissfreieStruktur mit theoretisch100% Dichte

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Schmelzschichtung:• Drahtförmiges Material (Kunststoff, Wachs) wird verflüssigt und

Schicht (0,05 bis 0,7 mm) für Schicht aufgespritzt• Vor Aufbringung einer neuen Schicht muss die vorherige abkühlen

und erstarren

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Multijet Modelling:• 3D-Drucker, der einem Tintenstrahldrucker ähnelt• Spritzt statt Tinte ein Bindemittel (Epoxydharz) auf eine Pulverbett

=> Pulver klebt zusammen• Neue Pulverschicht (Keramik, Stahl, Gips, Stärke) wird aufgebracht

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Anwendung:... für Einzelstücke bzw. geringe Stückzahlen:

• Herstellung von Prototypen und Modellen zurVermeidung von Entwicklungsfehlern

• Nachbau missgebildeter Knochen zum Übenschwieriger Operationen

• Erzeugung von Blutgefäßen, Zahnkronenund Hörgeräteeinsätzen

• Erstellung von Spritzgussformen= Rapid Tooling

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Der Kleinste 3D-Drucker der Welt :• In Zukunft könnte man mit diesem Drucker Objekte zu Hause selbst

produzieren.• Entwickelt von der TU-Wien• Stereolithografie -Verfahren• Lichtquelle = Leuchtdioden• Schichtdicke von 0,05 mm• Größe einer Milchpackung • 1,5 kg• höchste Genauigkeit

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RepRap:• = Replicating Rapid-Prototyper• Entwickelt von Adrian Bowyer (University of Bath, England)• Verfahren: Schmelzschichtung• Materialkosten für Erstversion € 500,-• Kann alle Kunststoffteile seiner

Bauteile selbst herstellen

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Hersteller & Ergebnisse:• 3D-Systems• BFB• eos• dimension• Objet• Voxeljet• FORTUS• z-corporation• HP• MTT

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28.11.2011

Quellen:Stereolithographie: http://de.wikipedia.org/wiki/Stereolithographiehttp://www.ulrich-rapp.de/stoff/fertigung/rapidpro.htm#STLLasersintern: http://de.wikipedia.org/wiki/Lasersinternhttp://www.ulrich-rapp.de/stoff/fertigung/rapidpro.htm#STLLaserschmelzen: http://de.wikipedia.org/wiki/Selektives_Laserschmelzenhttp://www.ulrich-rapp.de/stoff/fertigung/rapidpro.htm#STLSchmelzschichtung: http://de.wikipedia.org/wiki/Fused_Deposition_Modelinghttp://www.ulrich-rapp.de/stoff/fertigung/rapidpro.htm#STLMulti jet Modeling: http://de.wikipedia.org/wiki/Multi_Jet_Modelinghttp://www.ulrich-rapp.de/stoff/fertigung/rapidpro.htm#STLDer Kleinste 3D-Drucker der Welt:http://www.tuwien.ac.at/aktuelles/news_detail/article/7007/RepRap: http://de.wikipedia.org/wiki/RepRapHersteller: http://www.3d-druck-vergleich.de/Bilder: http://www.google.at/imghp?hl=de&ie=UTF-8&tab=wi

Danke für Eure

Aufmerksamkeit