3D-Druck

Vom Konzept zum Modell – einfach per 3D-Druck

Mit dem 3D-Druck lassen sich sowohl Design-Modelle als auch langlebige Serien-Bauteile erstellen. konstruktionspraxis fragte Andy Middleton, President EMEA bei Stratsys, nach den Möglichkeiten, die sich Konstrukteuren damit eröffnen.

| Redakteur: Ute Drescher

Andy Middleton ist Präsident für die Region EMEA bei Stratasys.
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Andy Middleton ist Präsident für die Region EMEA bei Stratasys. (Bild: Stratasys)

Mit dem 3D-Druck lassen sich sowohl Design-Modelle als auch langlebige Serien-Bauteile erstellen. konstruktionspraxis fragte Andy Middleton, President EMEA bei Stratsys, nach den Möglichkeiten, die sich Konstrukteuren damit eröffnen.

Welche Technologien bietet Stratasys für die Additive Fertigung von Kunststoffteilen an?

Das Portfolio von Stratasys umfasst Fused Deposition Modeling (FDM) und PolyJet. Unser Angebot reicht von kostengünstigen Rapid Prototyping-Geräten für den Schreibtisch bis hin zu großen Produktionssystemen. Beide Technologien haben ihre Vor- und Nachteile. Die Entscheidung, welcher Technologie der Vorzug zu geben ist, hängt letztlich vom Verwendungszweck des Bauteils ab. Wenn Sie nach branchenführender Detailtreue für extrem filigrane Bauteile suchen, ist PolyJet die erste Wahl. Wenn Sie hingegen auf Langlebigkeit und den Einsatz von Bauteilen unter extremen Bedingungen Wert legen, bietet FDM die beste Lösung.

Welche Produkteigenschaften und -funktionen können heute mit dem PolyJet-Verfahren modelliert werden?

Unsere PolyJet 3D-Drucker können superfeine, 16 Mikrometer dünne Schichten 3D-drucken, was der aktuell höchsten Druckauflösung auf dem Markt entspricht. Damit lassen sich feinste Detailmodelle mit einer glatten Oberfläche erzeugen. Mithilfe unseres löslichen Stützmaterials lassen sich komplexe Strukturen entwerfen, die zuvor mithilfe herkömmlicher Herstellungsverfahren nicht umsetzbar gewesen wären. So können beispielsweise zahnärztliche und kieferorthopädische Labors unseren 3D-Drucker verwenden, um hochdetaillierte Zahnmodelle innerhalb von nur wenigen Stunden zu entwerfen, zu drucken und zu reinigen.

Mit unseren Multimaterial 3D-Druckern, die verschiedene Materialien kombinieren, können Anwender ihre Konzept mithilfe eines funktionellen, 3D-gedruckten Modells schnell zur Realität werden lassen. Das beschränkt sich nicht nur auf die Ingenieursebene und den Produktionsbereich. Die additive Fertigung bietet zum Beispiel Chirurgen die Möglichkeit, unerwarteten Risiken vorzubeugen, indem sie Interventionen vor der eigentlichen OP an 3D-gedruckten Modellen der betroffenen Körperregion trainieren. Krankenhäuser können MRT-Scans der Patienten in 3D-gedruckte Modelle konvertieren. Daran können sie problematische Bereiche genauer erkennen, ohne wie bisher Röntgenaufnahmen machen zu müssen.

Welche Modellmaterialien sind dafür verfügbar?

Stratasys bietet feste Materialien, gummiartige Materialien, blickdichte, transparente und bioverträgliche Materialien, zahnmedizinische Materialien sowie technische Kunststoffe (für diese werden zwei Basismaterialien gemischt, um eine dritte Materialeigenschaft zu erhalten, die den genauen Anforderungen des Prototyps entspricht – das ist in der Branche einzigartig). Wir verfügen zudem über Digital ABS, das mit seiner Kombination von hoher Temperaturbeständigkeit und Belastbarkeit auf die Simulation von ABS-Standardkunststoffen für funktionale Prototypen und Fertigungswerkzeuge zielt.

Mit dem ABS-ähnlichen Material ist es auch möglich Werkzeugformen für den Spritzguss zu drucken – welche Vorteile hat das?

Unsere Kunden aus der Abformbranche verwenden das Material Digital ABS zunehmend bei der Herstellung von Spritzgussformen, da es hohen Temperaturen und konstanten Belastungen standzuhalten vermag. Abgesehen von den Vorteilen der hohen Schlagfestigkeit und der Vibrationsdämpfung entstehen diesen Kunden zudem eine Reihe finanzieller Vorteile bei der Verwendung unseres Materials. Da Funktions- und Verbrauchertests bereits wenige Minuten nach dem 3D-Druck durchgeführt werden können, sind bedeutende Zeit- und Werkzeugkosteneinsparungen realisierbar. Außerdem haben unsere Kunden die Möglichkeit, Überarbeitungen des Designs innerhalb weniger Stunden umzusetzen und Prototypenbauteile im endgültigen Material zu produzieren.

Welchen Beitrag kann die FDM-Technologie in Richtung Leichtbau leisten?

Anwender der additiven Fertigung in der Motorsport-Branche profitieren von verringerten Durchlaufzeiten und reduzierten Kosten. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung von FDM-Thermoplasten die Entwicklung von beständigen und hochleistungsfähigen 3D-gedruckten Bauteilen in Kleinserie für eine Vielzahl von Anwendungen im Motorsport. Diese reichen von funktionsfähigen Prototypen über die Produktion von Fertigungswerkzeugen bis hin zu den unendlichen Ausführungsmöglichkeiten von 3D-gedruckten Produktionsteilen für die unmittelbare Motorsportumgebung. Auch im Luft- und Raumfahrtsektor gibt es eine Reihe führender Flugzeughersteller, die bei der Fertigung von Leichtbauteilen in dem Bestreben, Schwermetallkomponenten zu ersetzen, auf unsere additive Fertigungstechnologie umgestiegen sind.

Stratasys will künftig mit PTC zusammenarbeiten – mit welchem Ziel?

Im Rahmen unserer aktuellen Zusammenarbeit mit PTC verfolgen wir das Ziel, Designern und Herstellern den Zugang zur additiven Fertigung zu erleichtern und es ihnen zu ermöglichen, das volle Potential der Technologie auszuschöpfen. Dazu zählen eine uneingeschränkte Geometrie und Teilefunktionalität, die Herstellung wirtschaftlicher Kleinserien, die Fertigung auf Anfrage sowie die Herstellung kundenindividueller Produkte.

Welche Hürden müssen Designer und Konstrukteure heute noch beim 3D-Druck überwinden?

Derzeit sind Designer und Hersteller beim 3D-Druck von Bauteilen neben 3D-CAD-Software meist noch auf weitere Werkzeuge angewiesen, um die Arbeitsschritte Design, Optimierung und Überprüfung durchzuführen. In vielen Fällen erschwert der umständliche, wenig effiziente und oftmals unterbrochene Arbeitsablauf die präzise Herstellung des Produkts. Als Folge können zusätzliche Arbeitsschritte und ein Mehraufwand an Zeit und Ressourcen entstehen.

Wie lässt sich dieser Vorgang vereinfachen?

In unserem Bestreben, den Prozess nahtlos zu gestalten, haben wir zusätzlich PTC Crea 3.0 eingeführt. Das vereinfacht den 3D-Druck und erlaubt den Anwendern, grundlegende Designanpassungen, Dateivorbereitungen, Druckoptimierungen und 3D-Drucke mit Stratasys 3D-Drucklösungen aus der PTC Creo-Umgebung auszuführen.

Vielen Dank für das Gespräch!

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