Transcript BIPR Referat 3D- Drucker

3D-Drucker
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 aufgebaut.
• 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
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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 vollständig 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 mit
flüssigen Material verschlossen
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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 rissfreie
Struktur mit theoretisch
100% 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
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Anwendung:
... für Einzelstücke bzw. geringe Stückzahlen:
• Herstellung von Prototypen und Modellen zur
Vermeidung von Entwicklungsfehlern
• Nachbau missgebildeter Knochen zum Üben
schwieriger Operationen
• Erzeugung von Blutgefäßen, Zahnkronen
und Hörgeräteeinsätzen
• Erstellung von Spritzgussformen
= Rapid Tooling
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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:
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= 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:
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3D-Systems
BFB
eos
dimension
Objet
Voxeljet
FORTUS
z-corporation
HP
MTT
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Quellen:
Stereolithographie: http://de.wikipedia.org/wiki/Stereolithographie
http://www.ulrich-rapp.de/stoff/fertigung/rapidpro.htm#STL
Lasersintern: http://de.wikipedia.org/wiki/Lasersintern
http://www.ulrich-rapp.de/stoff/fertigung/rapidpro.htm#STL
Laserschmelzen: http://de.wikipedia.org/wiki/Selektives_Laserschmelzen
http://www.ulrich-rapp.de/stoff/fertigung/rapidpro.htm#STL
Schmelzschichtung: http://de.wikipedia.org/wiki/Fused_Deposition_Modeling
http://www.ulrich-rapp.de/stoff/fertigung/rapidpro.htm#STL
Multi jet Modeling: http://de.wikipedia.org/wiki/Multi_Jet_Modeling
http://www.ulrich-rapp.de/stoff/fertigung/rapidpro.htm#STL
Der Kleinste 3D-Drucker der Welt:
http://www.tuwien.ac.at/aktuelles/news_detail/article/7007/
RepRap: http://de.wikipedia.org/wiki/RepRap
Hersteller: http://www.3d-druck-vergleich.de/
Bilder: http://www.google.at/imghp?hl=de&ie=UTF-8&tab=wi
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Danke
für Eure
Aufmerksamkeit