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
28.11.2011 Fabian Jungwirth
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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
28.11.2011 Fabian Jungwirth
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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
28.11.2011 Fabian Jungwirth
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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
28.11.2011 Fabian Jungwirth
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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
28.11.2011 Fabian Jungwirth
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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
13Fabian Jungwirth
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
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