Technologien

Polymer Pulver 3D-Druck

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01 Industrielle 3D-Drucker

02 Professionelle 3D-Drucker

Was ist 3D-Pulverdrucken?

Den meisten Personen kommt beim 3D-Druck zuerst ein FDM-Drucker in den Sinn, der Schicht für Schicht Material extrudiert. Dies stellt jedoch nicht die einzige Möglichkeit dar, etwas dreidimensional herzustellen. Der 3D-Polymer-Pulverdruck ist ein weiteres beliebtes additives Fertigungsverfahren. Im Gegensatz zum FDM-Druck, bei dem Filamente verwendet werden, ist das primäre Druckmedium bei dieser Art des 3D-Drucks ein Polymer Pulver.

Selektives Lasersintern (SLS) und Binder Jetting sind die beiden Teiltechnologien, die den 3D-Polymerpulverdruck ausmachen.

Selektives Lasersintern (SLS)

Beim SLS-Druck wird das Pulver in den Pulverbehälter des Druckers gegeben und auf eine Temperatur knapp unter seinem Schmelzpunkt erhitzt. Ist die richtige Temperatur erreicht, wird die Bauplattform mit einer dünnen Schicht Polymer Pulver überzogen.

Die Pulverschicht wird dann modellbasiert mit einem CO2- oder einem IR-Laser selektiv gesintert. Ist die Schicht aufgebracht, fährt die Bauplattform nach unten und der Recoater trägt eine weitere Pulverschicht auf. Diese neue Schicht wird dann ebenfalls selektiv gesintert und dieser Prozess wird fortgesetzt, bis das gewünschte Objekt fertig ist.

Binder Jetting (BJ)

Beim Binder Jetting ist die Bauplatte mit einer dünnen Pulverschicht bedeckt. Aber anstatt nun das Material über Wärmeeinfluss zu verschmelzen, wie es bei den anderen Pulverdruckverfahren der Fall ist, bewegt sich ein Druckkopf über die Oberfläche und sprüht ein Bindemittel auf. Sobald das Pulver mit dem Bindemittel in Berührung kommt, wird es fest. Ist die Schicht fertiggestellt, bewegt sich die Bauplattform nach unten und der Recoater trägt eine weitere Pulverschicht auf. Dieser Zyklus wird wiederholt, bis das ganze Teil fertig ist.

Komplexe Formen möglich

Schnelle Fertigung

Große Werkstoffauswahl

Typischer Pulverdruckprozess

1. Vorbereitung SLS-Daten

Im ersten Schritt erfolgt die Vorbereitung der Druckdaten mit einer ausgewählten CAD- bzw. 3D-Drucker-Software. Anschließend werden die fertig aufbereiteten Daten an den 3D-Drucker übermittelt und verarbeitet.

2. Sicherstellung der Materialzufuhr

Vor der Durchführung des Drucks erfolgt das Sicherstellen einer ausreichenden und zuverlässigen Materialzufuhr. Hierzu wird zunächst geprüft, ob genügend Material für den Druck zur Verfügung steht. Anschließend wird das Material in der Zuführung gerührt, um ggfs. vorhandene Luft zu entfernen.

3. Drucken

Im dritten Schritt erfolgt der eigentliche Druck des Bauteils. Dabei wird in einem schrittweisen Verfahren das Material mittels Laserstrahl gesintert und die gewünschte Bauteilgeometrie geformt.

4. Entnahme

Nach dem Abkühlen des Druckjobs wird das überschüssige Pulver von den Bauteilen entfernt. Dieses wird anschließend wieder aufbereitet und für den nächsten Druckjob verwendet.

5. Sandstrahlen

Durch das Sandstrahlen des Druckteils wird eine gleichmäßige und hochwertige Oberflächenstruktur erzeugt und das Bauteil veredelt. Zudem stellt das Sandstrahlen sicher, dass sich kein Pulver mehr auf den Bauteilen befindet.

6. Weiteres Post Processing

Die Bauteile können im Nachgang weiter bearbeitet werden. Sie können z.B. eingefärbt oder mechanisch bearbeitet werden.

Vor- und Nachteile des 3D-Pulverdrucks

  • Keine Stützstrukturen notwendig
  • Hohe Detailgenauigkeit
  • Hohe Festigkeit & Hitzebeständigkeit
  • Schnelle Fertigung
  • Sparsamer Materialverbrauch
  • Große Materialauswahl
  • Etwas raue Oberfläche
  • Keine transparenten Bauteile
  • Pulverhandling

Anwendungen

Luft- und Raumfahrt

Durch die Fertigung von Bauteilen mit komplexen Geometrien durch Selektives Lasersintern kann im Bereich der Luft- und Raumfahrt erheblich Gewicht eingespart werden. Beispielhaft seien Kabinenkomponenten wie Lüftungsgitter genannt, welche in der SLS-Kleinserienfertigung produziert werden.

Automobilindustrie

In der Automobilindustrie wird das Selektive Lasersintern insbesondere für das Prototyping eingesetzt. So können Prototypenfahrzeuge und Vorserienmodelle in kürzester Zeit realisiert werden. Gefertigt werden sowohl Außenelemente als auch Interieurbauteile.

Medizintechnik

Sowohl im Apparatebau als auch in der Prothetik wird das SLS-Verfahren vermehrt eingesetzt. Aufgrund der geringen erforderlichen Stückzahlen sowie hohen Anforderungen an Präzision und Werkstoff ist das Selektive Lasersintern bestens geeignet.

Rüstungsindustrie

Ähnlich wie in der Luft- und Raumfahrt besteht auch in der Rüstungsindustrie ein Bedarf an pulverbasierten 3D-gedruckten Komponenten. Durch deren Beitrag zur Gewichtsreduzierung und Konsolidierung der Anzahl von Teilen und Konstruktionen führen die pulverbasierten 3D-Bauteile zu einer höheren Effizienz der Rüstungsindustrie.

Industrielle Fertigung

Obwohl die 3D-Pulvertechnologie in erster Linie für das professionelle Rapid Prototyping eingesetzt wird, spielt sie auch bei der Produktion von Kleinserien und Ersatzteilen eine immer größere Rolle. Auch der Ersatz von Spritzgussteilen ist durch diese Technologie möglich.

Konsumgüter

Aufgrund der niedrigen Kosten pro Teil und der langlebigen Materialien ist der SLS-3D-Druck eine wirtschaftliche Methode zur Herstellung komplexer, kundenspezifischer Teile oder einer Reihe von kleinen Komponenten für Endprodukte.

Industrielle Lasersinter-Systeme

Nexa3D®

QLS 820

Der Nexa3D® QLS 820 Sinter-3D-Drucker ist ein Vierfach-Lasersystem, das unübertroffene Produktionsmöglichkeiten und den höchsten Teiledurchsatz seiner Klasse bietet. Er wurde im Hinblick auf Automatisierung und Skalierbarkeit entwickelt. Mit einem bis zu viermal höheren Durchsatz als bei herkömmlichen 3D-Lasersinterdruckern und anderen Polymer-Pulverbett-Technologien setzt der Nexa3D®QLS 820 neue Maßstäbe für den 3D-Druck.

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Nexa3D®

QLS 260

Der QLS 260 von Nexa3D nutzt die Technologie des selektiven Lasersinterns (SLS), um Bauteile mit hervorragenden mechanischen und thermischen Eigenschaften herzustellen. Mit der Anlage können auch hochkomplexe Bauteile ohne Stützstrukturen gefertigt werden.

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Nexa3D®

QLS 236

Der QLS 236 von Nexa3D nutzt die Technologie des selektiven Lasersinterns (SLS), um Bauteile mit hervorragenden mechanischen und thermischen Eigenschaften herzustellen. Mit der Anlage können auch hochkomplexe Bauteile ohne Stützstrukturen gefertigt werden.

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Nexa3D®

QLS 230

Das Nexa3D® QLS 230 nutzt die Technologie des Selektiven Lasersinterns (SLS). Verschiedene Kunststoffmaterialien können von den Nutzern verarbeitet werden, um komplizierte Formen und funktionierende Prototypen herzustellen. Mit dem Nexa3D® QLS 230 können Sie in kürzester Zeit Funktionsprototypen und Kleinserien aus hochwertigen Kunststoffen ohne Stützmaterialien herstellen.

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Sinterit

NILS 480

Der NILS480 ist ein neuer SLS-3D-Drucker auf industriellem Standard mit einem hohen Automatisierungsgrad und dem besten Return of Investment auf dem Markt der SLS-Technologie. Mit der umfangreichen Pulverauswahl von Sinterit und dem großen Bauvolumen des NILS480 können Sie innovativ sein und die Grenzen der Additiven Fertigung erweitern.

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XYZprinting

PartPro350 xBC

Der XYZprinting PartPro350 xBC ermöglicht die Fertigung von Objekten in einem Prozess, der alle Schritte integriert. Dank der hohen Farbauflösung zeichnen sich die Ausdrucke durch hervorragende Details aus. Mit der hochmodernen Page-Wide-Drucktechnologie bietet der XYZprinting PartPro350xBC die höchste Druckproduktivität der Branche.

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Professionelle Lasersinter-Systeme

Stratasys®

H350

Der H350 übertrifft konkurrierende Pulverbettgeräte durch die Nutzung einer Reihe von Besonderheiten. Ihre Betriebskosten sinken durch weniger Verbrauchsmaterialien, was sich letztendlich in niedrigeren Kosten pro Teil niederschlägt. Im Vergleich zu anderen Alternativen steigert die höhere Verschachtelungsdichte die Produktion und senkt die Kosten pro Teil. Was auch immer Sie benötigen, der H350 verschiebt die Grenzen der Produktivität in der Additiven Fertigung.

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Sinterit

Lisa X

Der neue Sinterit Lisa X ist ein schneller kompakter Desktop SLS-Drucker mit großem Bauraum. Egal ob Prototyp oder Serienbauteil, nutzen Sie das kompakte Sinterit Lisa X 3D-Drucksystem in Ihrem Unternehmen, um ihre Bauteile additiv herzustellen. Der neu eingebaute Galvo-Scanner der Lisa X erhöht die Geschwindigkeit, mit der Ihre Modelle gedruckt werden.

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Sinterit

Lisa Pro

Das Sinterit Lisa Pro System ist die beste Möglichkeit, das Potenzial des selektiven Lasersinterns kennenzulernen, sei es bei der Herstellung von Prototypen oder Kleinserien, bei der Materialforschung oder bei der internen Schulung von Ingenieuren und Designern. Mit dem 3D-Drucksystem Sinterit Lisa Pro können komplexeste Konstruktionen durch selektives Lasersintern in einem Stück und ohne Stützstrukturen erstellt werden.

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Sinterit

Lisa

Mit dem kompakten 3D-Drucker Sinterit Lisa können Sie das Potenzial des selektiven Lasersinterns in Ihrer Werkstatt voll ausschöpfen. Das Lisa-System macht es einfach, ganze Baugruppen aus einem 3D-CAD-Entwurf zu erstellen. Diese Technologie eignet sich besonders gut für die interne Forschung zum SLS-3D-Druckverfahren und für die iterative Anpassung Ihrer Ideen für die pulverbasierte Fertigung.

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Beratung

Gerne unterstützt Sie unser Expertenteam bei der Auswahl der für Sie passenden 3D-Drucktechnologie und des richtigen 3D-Drucksystems. 

Unser Applikationsteam berät Sie zudem bei der Materialwahl. Wir können unter anderem Kosten- und Zeitkalkulationen sowie Musterteile zur Verfügung stellen. Gerne laden wir Sie in unseren Showroom ein, um gemeinsam Ihr Projekt zu validieren!

Johann Pfeifer Account Manager