Überblick Die Aufgabe Die Methoden Die Werkstoffe Die verschiedenen Modelle Software Fazit

Evaluation verschiedener 3D-DruckerSeminar Technische Informatik, Wintersemester 2013/2014

Jacqueline Hammer

05.02.2014

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1 Überblick

2 Die Aufgabe

3 Die Methoden

4 Die Werkstoffe

5 Die verschiedenen Modelle

6 Software

7 Fazit

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Überblick

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Was ist 3D-Druck?

Additive Herstellung von Werkstücken aus einem RohmaterialAdditiv als ”Aufschichten” des Werkstoffs im Gegensatz zursubtraktiven Herstellung wie bei z.B. CNC-FräsenVerschiedene Methoden und Anwendungen

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Anwendungen von 3D-Druck

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Die Aufgabe

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Die Aufgabe

Finde den 3D-Drucker mit dem die folgenden Aufgaben amökonomischsten zu bewältigen sind:

1 Druck von Schutzabdeckungen und Gehäusen für SchaltungenHohe Präzision bei Schraublöchern, Verbindungen etc.Guter Erhalt von Form und Maßen, kein Verziehen beim Druck

2 Erstellung kleiner Einmal- und Ersatzteile

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Die Methoden

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Fused Deposition Modeling / Fused Filament Fabrication

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Selective Laser Sintering

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Stereolithography

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Die Werkstoffe

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Polylactide (PLA)

Polylactide oder Polymilchsäuren sind technische BiopolymereDas bedeutet es sind abbaubare PolyesterEs ist ungiftig und vom Körper abbaubarBeim Erhitzen entstehen keine giftigen DämpfeNicht sehr Hitzebeständig (weich bereits ab 50◦C)Kaum Verziehen beim Druck durch geringere Temperatur

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Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)

Synthetisches Terpolymer, nicht abbaubarVerwendung in der Industrie (z.B. LEGO)Höhere Hitzebeständigkeit (weich ab 85◦C)Dadruch höhere VerarbeitungstemperaturTeilweise starkes Verziehen beim Abkühlen

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Hybrideinsatz

Je nach benötigten Materialeigenschaften besten Stoff aussuchenAnderen Werkstoff für Stützstrukturen nutzenKeine Probleme beim AblösenFreiere Modellierung möglich

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Darreichungsform

ABS und PLA kommen auf Rollen von ca 20-30cm DurchmesserDurchmesser des Filaments: 1,75mm oder 3mmVerschiedenste Farben verfügbarFarbpigmente verändern jedoch zum Teil Materialeigenschaften

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Die verschiedenen Modelle

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Entscheidungskriterien

PreisGröße des DruckbereichsVerarbeitbare MaterialienAnzahl der ExtruderGeschwindigkeitSchichtdickeSpurbreite (Extruder-Durchmesser)DatenübertragungPlattform für Software

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Velleman - K8200

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Velleman - K8200

678eDruckbereich 20cm x 20cm x 20cmABS & PLASingle ExtruderGeschwindigkeit 120mm/sSchichtdicke 0.25mmSpurbreite 0.5mmDatenübertragung via USB KabelWindows / Linux / MacNachteil: Kein Raft

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3Dfactories - Profi3DMaker

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3Dfactories - Profi3DMaker

Preis - keine AngabeDruckbereich 40cm x 26cm x 19cmABS & PLASingle ExtruderGeschwindigkeit 80 mm/sSchichtdicke 0.08mmSpurbreite - keine AngabeDatenübertragung - keine AngabePlattform - keine Angabe

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RepRap - PRotos V2

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RepRap - PRotos V2

799eDruckbereich 23cm x 23cm x 12.5cmABS & PLASingle ExtruderGeschwindigkeit 100mm/s bis 180mm/sSchichtdicke - keine AngabeSpurbreite 0.5mmDatenübertragung via USB Kabel (SD Card nachrüstbar)Windows / Linux / MacVorteil: Open Source Projekt (Hard- und Software)Bestes Low-Budget-Modell, da am besten erweiterbar

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3D Systems - Cube X

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3D Systems - Cube X

2369eDruckbereich 27.5cm x 26.5cm x 24cmABS & PLABis zu 3 ExtruderGeschwindigkeit - keine AngabeSchichtdicke 0.1mmSpurbreite - keine AngabeDatenübertragung via USB StickWindowsNachteil: Einziger Drucker der nur über Windows steuerbar ist

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MakerBot - Replicator 2X

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MakerBot - Replicator 2X

2344eDruckbereich 28.5cm x 15.3cm x 15.5cmABS & PLADual ExtruderGeschwindigkeit - keine AngabeSchichtdicke 0.1mmSpurbreite 0.4mmDatenübertragung via USB Kabel und SD CardWindows / Linux / MacDurch die Verfügbarkeit auf allen Plattformen und gute Auflösung mitzwei Extrudern das beste Gerät der höheren Preisklasse

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Ultimaker - Ultimaker 2

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Ultimaker - Ultimaker 2

2299eDruckbereich 23cm x 22.5cm x 20.5cmABS & PLASingle ExtruderGeschwindigkeit - keine AngabeSchichtdicke 0.02mmSpurbreite 0.4mmDatenübertragung via USB Kabel, SD Card und WLANWindows / Linux / MacVorteil: Open SourceDurch extrem hohe Auflösung das beste Single Extruder Modell,jedoch recht teuer im Vergleich zu den anderen seiner Klasse.

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Tabellarischer Überblick

Modell Preis Extr. Schicht Geschw. Daten

K2800 678e 1 0.2 120 USB

profi3Dmaker n.d. 1 0.08 80 n.d.

PRotos V2 799e 1 n.d. 100 USB

Cube X 2369e 1-3 0.1 n.d. USB stick

Replicator 2X 2344e 2 0.1 n.d. USB, SD card

Ultimaker 2 2299e 1 0.02 n.d. USB, SDcard

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Software

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Kurzer Ausblick: Software

Herstellerspezifische SoftwareMakerWare (MakerBot Industries)Cura (Ultimaker)Repetier (Velleman)

Open Source SoftwareopenSCADSlic3rSkeinforge

Viele Drucker auch mit Open Source Software betreibbarHöherer Justageaufwand, da keine VoreinstellungenUnterschiede im Funktionsumfang

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Fazit

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Fazit und Ausblick

Replicator 2X als bestes Gerät, da er zwei Druckköpfe besitztStützstrukturen können so mit ABS gedrcukt werdenTatsächliche Objekte aus PLA aufgrund besserer FormerhaltungBei keinem Bedarf an zwei Druckköpfen Ultimaker 2Bei zu kleinem Budget RepRap PRotos V23D Drucker muss als Maschine unter Aufsicht betrieben werdenKonstruktion mit WebCam-Überwachung hilfreichInteressant auch potenzielles Autogenerieren von Modellen mitderselben Form und unterschiedlichen Abmessungen (z.B. Gehäuse)

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Vielen Dank!

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