Beispielshaft hier 5 wichtige Familien von Verfahren Es ist NICHT so dass ein Verfahrensfamilie besonders mit einem Markt oder einem Anwendungsfeld verbunden wäre. Dazu sind Marktanforderungen, Anwendungszusammenhänge, Materialien,… zu vielfältig Deshalb zunächst eine Struktur in die verschiedenen Anwendungs- und Marktbereiche bringen Anschließend Verfahren detaillierter vorstellen und dann kann Eignung für diese Anwendungskriterien besser erläutert werden. Besonders wichtig  Materialvielfalt, Materialeigenschaften Deshalb auch Zuordnung nach unterschiedlichen Materialien

Bild 2.1 Geb. Schneiden von Freiformflächen

Kriterien zur Unterscheidung der verschiedenen Verfahren Ausgangsmaterial Pulver, Sheet, Flüssigkeit, Metall, Keramik, Kunststoff, Composite, Biomaterial Verfestigungsprozess Chemische Reaktion  aushärten des Materials Schmelzen  Erstarren Sintern Kombinationen ! Zuführung des Materials Pulverbett  kein Stützmaterial ! Flüssigkeitsbett Drahtzuführung Pulverzuführung Multimaterialanwendung verschiedene Farben hart/weich Kombinationen Energiezufuhr zum Laser, Lasertyp Materialumwandlungsprozess UV Licht , Strahlführung, Beamer, Maske Wärme  Extrusionsdüse Elektronenstrahl,….

Kriterien zur Unterscheidung der verschiedenen Verfahren Größe der Bauteile Mikro <1mm klein < 50mm Makro < 300-1000mm riesig >1000 bis 20.000mm Markt Consumer, Industrie, Forschung, Ausbildung Prototyp, Endbauteil Automotive, Elektronik, Medizin …

Um den unübersichtlichen Markt und das Gesamtgebiet des 3D Druckens zu ordnen, Geht es hier zunächst um unterschiedliche Anwendungsebenen. Das Gebiet wird dadurch ausgerichtet auf Anwendungen und Kundenanforderungen strukturiert. Geht es um erste Anschauungsmodelle, um Funktionsprüfungen oder sollen Bauteile für die spätere, dauerhafte Anwendung produziert werden ?

Personal Printer = „Fabber“

Bild 1.32 Geb. Anwendungsebenen von 3D Druckanlagen

Anwendungsebenen von 3D Druckanlagen

Bild 2.2 Geb. Treppenstufeneffekt

Übersicht 3D Druck bzw. AM Verfahren

Kriterien zur Unterscheidung der verschiedenen Verfahren Ausgangsmaterial Pulver, Sheet, Flüssigkeit, Metall, Keramik, Kunststoff, Composite, Biomaterial Verfestigungsprozess Chemische Reaktion  aushärten des Materials Schmelzen  Erstarren Sintern Kombinationen ! Zuführung des Materials Pulverbett  kein Stützmaterial ! Flüssigkeitsbett Drahtzuführung Pulverzuführung Multimaterialanwendung verschiedene Farben hart/weich Kombinationen Energiezufuhr zum Laser, Lasertyp Materialumwandlungsprozess UV Licht , Strahlführung, Beamer, Maske Wärme  Extrusionsdüse Elektronenstrahl,….

Kriterien zur Unterscheidung der verschiedenen Verfahren Größe der Bauteile Mikro <1mm klein < 50mm Makro < 300-1000mm riesig >1000 bis 20.000mm Markt Consumer, Industrie, Forschung, Ausbildung Prototyp, Endbauteil Automotive, Elektronik, Medizin …

Bauraum bzw. Bauplattform sollte beheizt sein !

Bauraum bzw. Bauplattform sollte beheizt sein !

Bild 2.16 Geb FDM Verfahren Beispiel Büste mit Stützmaterial Rechts nach Entfernung Stützmaterial und Polieren von Hand

Filme\fdm\FDM-RTe.wmv

Quelle: http://support. 3dverkstan

Überhänge möglichst vermeiden, maximal ca. 30° ohne Überhang möglich Andere Autoren geben 45°C an, wie im Bild

Radien an der Unterseite führen zu Verletzung der 45°C Regel  zu starker Überhang  besser mit Phase arbeiten Bauteilunterseite

Hohe Geschwindigkeit  Überhang schlecht abgebildet Kleine Überhänge in z-Richtung sind möglich, aber dazu müssen die Überhänge erstarren können  niedrige Geschwindigkeit erforderlich Niedrige Geschwindigkeit  Überhang gut abgebildet

Sollgeometrie Gute Unterstützung Schlechte automatisch erzeugte Auslegung der Stützstruktur

Bild 2.16 Geb FDM Verfahren Beispiel Planetenradgetriebe Verschieden eingefärbte ABS Typen

Historie FDM ist ein Handelsname von Stratasys, 1994 eingetragen Ursprünglich FFF Fused Filament Fabrication mit älteren Wurzeln, z.B. Patent 1992

FDM Anlagenkomponenten Heizblock Schmilzt das Filament über Wärmeleitung auf  Temperaturgenauigkeit extrem wichtig, sonst ungleichmäßiger Auftrag  Druckaufbau in Extrusionsdüse ? Makerbot Extrusionsdüse

FDM Anlagenkomponenten Düse In der Regel kontinuierlicher Materialaustritt ! Nachtropfen möglich, kann zu Problemen führen. Düsendurchmesser viel kleiner als Filamentdurchmesser kleinere Düse  geringere Schichtstärke,  geringere Baugeschwindigkeiten  höhere Präzision http://plasticker.de/news/shownews.php?nr=28473 Filme\fdm\Jammed-Clogged Makerbot Replicator Smart Extruder Teardown.mp4

Beginnende Verschmutzung der Düse Flache Düsen Können Strang Flach drücken Kann diese hier nicht Strang zieht zu einer Seite  Demontage, Reinigen

Prozessparameter FDM Bauprozess Filme\fdm\Fused Deposition Modeling (FDM) Technology.mp4 Filme\fdm\How 3D printers work.mp4

Prozessparameter FDM Bauprozess

Erreichbare Genauigkeit FDM Auszug Datenblatt Stratasys Fortec (teure Produktionsmaschine)

Quelle der folgenden Seiten

Ishikawa Diagramm an Tafel

Merke Festigkeit „im Strang“ ca. doppelt so hoch wie zwischen Strängen oder zwischen Ebene Betonung auf Festigkeit  liegend bauen Genaue Kanten  stehend bauen

Beispiel Material und erreichbare Materialqualität Auf Forteq lässt sich Ultem verarbeiten  Hochleistungsthermoplast Werte Arbeit aus Paderborn  abs. Werte weichen von den koreanischen Werten ab !