3D-Druck-gerechte Konstruktion

 In CAD

Additive Fertigung auf dem Vormarsch

3D-Druck-Technologie oder auch additive Fertigung ist ein rasant wachsender Markt. Das Thema ist so spannend und beliebt, dass 3D-Drucker mittlerweile schon in Privathaushalten platziert werden. 3D-Druck – ein modernes Spielzeug für Erwachsene, aber eben nicht nur ein Spielzeug. Additive Fertigung ist längst in der diskreten Fertigungsindustrie angelangt, um auf immer individuellere Kundenwünsche eingehen zu können.

Die größte Nachfrage nach der sogenannten „Losgröße 1“ findet man im Anlagen- und Maschinenbau, da solch große Anschaffungen perfekt auf ein Unternehmen zugeschnitten sein müssen. Zulieferer, die auf diesen Trend reagieren wollen, müssen sich früher oder später mit dem Thema 3D-Druck auseinandersetzen, denn subtraktive Fertigung ist etwas für die Massenproduktion. Unternehmen, die kleine Produktionsmengen auf den Markt bringen möchten, benötigen Verfahren additiver Fertigung.

3D-Druck-gerechte Konstruktion beginnt im Kopf

Theoretisch können Sie alles Mögliche für den 3D-Druck konstruieren, sie müssen nur Ihr Denken dem Verfahren anpassen. Nicht umsonst gibt es für Creo eine Erweiterung, die speziell für additive Fertigung entwickelt wurde. Sie unterstützt im Konstruktionsprozess, um gängige Fehler im 3D-Druck zu vermeiden. Beliebte Fehler betreffen in der Regel die Materialeigenschaften, die Eigenheiten des Druckverfahrens, die speziellen Anforderungen der Dateiformate und die Eigenheiten des jeweiligen CAD-Programms.

Um Ihnen zu zeigen, wie Ihnen der fehlerfreie Einstieg in die Welt der additiven Fertigung gelingt, laden wir Sie zu unserem 1-tägigen 3D-Druck-Workshop ein.

Die gängigsten Druckverfahren

PolyJet

PolyJet-Materialien sind UV-empfindliche Acrylharze (Photopolymere), die in flüssiger Form als Rohmaterial für den 3D-Druck fungieren. Im Druckblock befinden sich UV-Lampen, durch die das Material beim Auftragen sofort aushärtet.

FDM (Fused Deposition Modeling)

Beim FDM-Verfahren ist das Ausgangsmaterial im festen Zustand, wird während des Druckvorgangs geschmolzen, in Schichten aufgetragen und anschließend durch Kühlung ausgehärtet. Das Rohmaterial ist drahtförmig und auf eine Spule gewickelt.

Metalldruck

Für den Metalldruck nutzt man einerseits das sogenannte Elektronenstrahlschmelz-Verfahren (oder: Electron Beam Melting oder Lasersintern). Hierfür befindet sich Metallpulver auf der Unterlage des Metalldruckers, welches mit Laserstrahlen Schicht für Schicht eingeschmolzen wird.

Metalldruck ist ebenfalls mit dem FDM-Verfahren möglich. Ein Metalldraht wird erhitzt und über den Druckkopf auf die Unterlage schichtweise aufgetragen. Für dieses Verfahren gibt es bereits Metalldrucker, die man sogar im Büro aufstellen kann.

Konstruktionstipps für FDM-Drucker

Man kann bereits in der Konstruktionsphase so einiges beim 3D-Druck falsch machen. Wir haben ein paar Konstruktionstipps für Sie, wenn Sie mit FDM-Druckern Ihre Bauteile fertigen.

  • Druckdicke beachten: Standardmäßig sind FDM-Drucker mit einem 0,4 mm dicken Druckkopf ausgestattet. Achten Sie bei ihrem Modell darauf, dass Wände mindestens 0,4 mm dick sind, sonst ist Druck schlichtweg nicht möglich. Stellen Sie in der „Slicer-Phase“ die Schichten auf 0,4 mm ein, um dem Drucker gerecht zu werden.
  • Stärke der Wände: 0,4 mm als Wandstärke sind zwar möglich, aber nicht besonders sinnvoll. Bei dieser Stärke brechen die Wände leicht. Wir empfehlen mindestens 0,8 mm als Wandstärke, damit Ihr Modell ein Mindestmaß an Stabilität hat.
  • Stützmaterial sparen: Wenn Stützmaterial benötigt wird, verlängert sich die Druckzeit enorm, die Stellen, an denen das Stützmaterial abgebrochen wird, sehen nicht besonders schön aus und Sie verschwenden Material. Sie können Stützmaterial vermeiden, indem Sie darauf achten, dass Ihr Modell mit der größten Fläche zuerst gedruckt wird. Sollte dies aus irgendeinem Grund nicht möglich sein, können Sie sich mit Stützstreben behelfen, die Sie nach dem Druck mit einem Cutter entfernen können.
  • Hohlräume: Hier spielt uns die Schwerkraft einen Streich. Drucken wir beispielsweise eine Kuppel und wollen sie nicht auf den Kopf stellen, damit keine Fläche oben drauf entsteht, bekommt der Drucker ein kleines Problem: Die Innenseite der Kuppel wird an der obersten Stelle unsauber gedruckt, da der Drucker buchstäblich durch die Luft drucken muss. Dies lässt sich durch Gitterstrukturen an der Innenseite vermeiden.
  • Zu kleine Bauteile: FDM-Drucker nehmen manchmal ganz schön Fahrt auf. Hat das Bauteil eine zu kleine Auflagefläche (etwa ein oder zwei Zentimeter), kann es passieren, dass der Drucker es von der Platte rüttelt. Hier können sogenannte „Brimms“ Abhilfe verschaffen. Sie konstruieren einfach um das Bauteil herum eine Auflagefläche als unterste Druck-Schicht, welche Sie nach dem Druckvorgang wegbrechen.
  • Spritzguss im Hinterkopf: Wenn Sie Prototypen für die Massenproduktion entwerfen, müssen Sie darauf achten, dass Ihr mit additiver Fertigung hergestelltes Bauteil auch mit Spritzguss herzustellen ist. Holen Sie sich Rat von Kollegen, die Experten im Spritzguss sind, damit Ihre Konstruktionsarbeit nicht umsonst ist. Wenn Sie beide Welten im Hinterkopf behalten und für beide Verfahren den richtigen Konstruktionsweg kennen, haben Sie die Königsklasse der additiven Fertigung gemeistert.

Direkt mit dem 3D-Druck loslegen

Wenn Sie die verschiedenen Verfahren in der Praxis kennenlernen und selbst 3D-Druck-gerecht konstruieren möchten, kommen Sie zu unserem 3D-Druck-Workshop nach Baden Württemberg. Wir zeigen Ihnen vor Ort bei alphacam, wie additive Fertigung funktioniert und was man in der Konstruktionsphase dafür beachten muss.

3D-Druck

Quellen:
www.3d-activation.de/der-3d-druck-blog/5-vermeidbare-fehler-in-der-3d-konstruktion/
www.maschinenmarkt.vogel.de/3d-druck-beginnt-im-kopf-a-578696/
www.alphacam.de/3d-drucker/polyjet-3d-drucker/polyjet-materialien.html
de.wikipedia.org/wiki/Fused_Deposition_Modeling
www.printer-care.de/de/drucker-ratgeber/3d-druck-verfahren

Ähnliche Posts
Telefon-Nr. 0800-NET4YOU

Rufen Sie uns an oder senden Sie uns Ihre Anfrage. Wir melden uns schnellstmöglich zurück.

Pin It on Pinterest

VW Update TrainingCreo 6.0 Release – Was ist neu?