2.Pulverbett Schmelzen
Bei diesem Verfahrenstyp haben alle Druckverfahren die Gemeinsamkeit, dass der zu verarbeitende Werkstoff in Pulverform vorhanden ist. Dieses Pulver befindet sich im Bauraum des 3D-Druckers, der aus einer Art Wanne besteht. Das Materialpulver wird mittels eines Laserstrahls entlang der Konturen erhitzt und dadurch verflüssigt, damit es sich mit dem darunter liegenden Material verbinden kann. Sind die Konturen vollständig vom Laser abgefahren, sinkt die Wanne ab und die nächste Pulverschicht wird aufgetragen. Das nicht gebundene Pulver dient oftmals als Stützstruktur, muss jedoch nach jedem Druck mit entfernt werden. Dieser sogenannte Pulverblock bzw. Pulverkuchen kann je nach Materialsorte und Qualitätsansprüchen für den nächsten 3D-Druck wieder mitverwendet werden.
SLM
Selective Laser Melting
Bildquelle: www.werkzeugweber.de
Werkstoffe:
Kohlenstoffstähle, rostfreier Stahl, CoCr-Legierung, Titan, Aluminium, Bronze
Materialform:
Pulver
Anwendungbeispiele:
Prototypen, Architekturmodelle, Funktionsmodelle, Werkzeugbau, Maschinenbauelemente, Ersatzteile, Gießmodelle, Betriebsmittel, Medizin, Luft-Raumfahrt
Verfügbarkeit:
Industrie
Beschreibung:
Das Laserstrahlschmelzen ist ein additives Fertigungsverfahren, bei dem Bauteile schichtweise direkt aus einem pulverförmigen Werkstoff hergestellt werden. Der Laser schmilzt den Werkstoff wodurch an Ort und Stelle ein Schmelzbad entsteht, welches wiederum nach dem Erstarren zu einem völlig dichten Werkstück führt. Der Bauraum des 3D-Druckers wird knapp unter die Schmelztemperatur erhitzt. Um eine Oxidation des zu verwendeten Materials zu verhindern, muss der Arbeitsraum mit einem Schutzgas gefüllt sein.
Mögliche Arbeitsschritte:
1.Datenverabeitung
- Fertigungsparmeter festlegen
- Werkstück ausrichten
- Werkstück slicen
2.Fertigung
- Pulverauftrag mittels Laserschmelzen
3.Nacharbeit
- Werkstück auskühlen lassen
- Absaugen des Pulvers
- Pulver recyclen
- Diverse Nacharbeiten möglich (Schleifen, Fräsen, Lackieren, etc.)
Besonderheiten:
Hersteller:
SLS
Selektives Lasersintern
Bildquelle: http://www.protec3d.de/
Werkstoffe:
Nylon, Elastomere, Thermoplaste
Materialform:
Pulver
Anwendungbeispiele:
Prototypen, Architekturmodelle, Funktionsmodelle, Werkzeugbau, Ersatzteile
Verfügbarkeit:
Industrie
Beschreibung:
Das SLS für Kunststoffe hat mit dem Sintern, wie man es kennt, nicht viel zu tun. Das Kunststoffpulver wird durch den Laser durchaus komplett aufgeschmolzen. Durch die Schichtung ergibt sich eine Richtungsabhängigkeit(Anisotropie), da die Zugfestigkeit und Reißdehnung in Z-Richtung niedriger als in X- und Y-.
Mögliche Arbeitsschritte:
1.Datenverabeitung
- Fertigungsparmeter festlegen
- Werkstück ausrichten
- Werkstück slicen
2.Fertigung
- Pulverauftrag mittels Laserschmelzen
3.Nacharbeit
- Werkstück auskühlen lassen
- Absaugen des Pulvers
- Pulver recyclen
- Diverse Nacharbeiten möglich (Schleifen, Fräsen, Lackieren, etc.)
Besonderheiten:
Hersteller:
EBM
Electron Beam Melting
Werkstoffe:
TiAl (Titanaluminide), CoCr(Cobalt-Chrom Legierung), Titan Grade 2
Materialform:
Pulver
Anwendungbeispiele:
Hochdichte Metallobjekte, medizinische Implantate, kompakte Bauteile, Kleinserien, Prototypen, Hilfsschablonen
Verfügbarkeit:
Industrie
Beschreibung:
Beim Elektronenstrahlschmelzen wird das pulverförmige Metall mittels eines Elektronenstrahls in einer Vakuumkammer miteinander verschmolzen. Diese Kammer verhindert einen Einschluss von Sauerstoff in dem Objekt, was die Verarbeitung von Metallen mit einem hohen Schmelzpunkt (z.B. Titan) ermöglicht. Der Elektronenstrahl wird über magnetische Felder gesteuert um ihn schnell und präzise zu steuern. Dieses Druckverfahren benötigt Stützstrukturen, um die Teile und Überhänge auf der Bauplattform zu verankern. Diese Stützstrukturen helfen dabei, die Wärme vom Schmelzpunkt abzuleiten, wodurch Verformungen und enorme Hitzebelastungen verhindert werden können.
Mögliche Arbeitsschritte:
1.Datenverabeitung
- Fertigungsparmeter festlegen
- Werkstück ausrichten
- Werkstück slicen
2.Fertigung
- Pulverauftrag mittels Elektronenstrahl
3.Nacharbeit
- Werkstück auskühlen lassen
- Absaugen des Pulvers
- Pulver recyclen
- Diverse Nacharbeiten möglich (Schleifen, Fräsen, Lackieren, etc.)
Besonderheiten:
Hersteller:
SMS
Selektives Maskensintern
Werkstoffe:
Thermoplastische Kunststoffe, kunststoffbeschichtete Materialien
Materialform:
Pulver
Anwendungbeispiele:
Funktionsprototypen, Werkzeuge
Verfügbarkeit:
Industrie
Beschreibung:
Beim Selektiven Maskensintern wird das Pulver mittels Infrarotlichtquelle miteinander verschmolzen. Da die Infrarotlichtquelle den ganzen Bauraum von oben ausstrahlt, benötigt man bei diesem Druckverfahren eine Bauteilmaske. Diese schützt das lose Pulver vor der Belichtung an ungewollten Stellen. Durch die gesamtheitliche Belichtung können Produktionsdauer und Spannungen im Werkstück reduziert werden.
Mögliche Arbeitsschritte:
1.Datenverabeitung
- Fertigungsparmeter festlegen
- Bauteilmaske ausrichten
- Werkstück ausrichten
- Werkstück slicen
2.Fertigung
- Aushärten der Kontur mittels Infrarotstrahl
3.Nacharbeit
- Werkstück auskühlen lassen
- Absaugen des Pulvers
- Pulver recyclen
- Diverse Nacharbeiten möglich (Schleifen, Fräsen, Lackieren, etc.)
Besonderheiten:
Hersteller:
Noch keine Hersteller gefunden.
HSS
High Speed Sintering
Werkstoffe:
Thermoplaste
Materialform:
Granulat
Anwendungbeispiele:
funktionale Prototypen, Endverbraucherteile, Kleinserien, Klammern, Schuhsohlen, Schnallen
Verfügbarkeit:
Industrie
Beschreibung:
Das High-Speed Sintering wurde von Voxeljet entwickelt. Auf deren Webseite findet man eine leicht verständliche Beschreibung dieses Verfahrens, welche ich 1 zu 1 übernehmen werde.
Voxeljet beschreibt sein 3D-Druckverfahren wie folgt:
„Beim HSS Verfahren wird eine dünne Schicht aus Kunststoffgranulat, wie beispielweise PA12 oder TPU, auf eine beheizte Bauplattform aufgetragen. Folgend fährt ein Tintenstrahldruckkopf großflächig über die Plattform und benetzt die Bereiche des Baufelds mit Infrarotlicht absorbierender Tinte, an denen der Prototyp entstehen soll. Anschließend wird die Bauplattform mit Infrarot-Licht bestrahlt. Die benetzten Bereiche absorbieren die Hitze wodurch die darunterliegende Pulverschicht versintert. Das unbedruckte Pulver bleibt jedoch lose. Nach dem Sintern senkt sich die Bauplattform um eine Schichtstärke ab. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis der Aufbau eines Bauteiles abgeschlossen ist. Anschließend werden die gesinterten Teile im Bauraum kontrolliert abgekühlt, bevor sie entnommen und entpackt werden können.“
Mögliche Arbeitsschritte:
1.Datenverabeitung
- Fertigungsparmeter festlegen
- Werkstück ausrichten
- Werkstück slicen
2.Fertigung
- Aushärten der Kontur mittels Infrarotstrahl
3.Nacharbeit
- Werkstück auskühlen lassen
- Absaugen des Pulvers
- Pulver recyclen
- Diverse Nacharbeiten möglich (Schleifen, Fräsen, Lackieren, etc.)
Besonderheiten:
Hersteller: