3D-Drucker
Hochwertige 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
Professionelle Lasersinter-Systeme
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!
Oliver Herrmann
Account Manager