Verschiedene Methoden von Rapid-Prototyping

Wurde es anfänglich tatsächlich nur für Modelle oder Prototypen verwendet, so werden heute auch Werkzeuge oder Fertigteile mittels diesem Verfahren hergestellt.

Foto: Screenshot aus YouTube-Video https://www.youtube.com/watch?v=eKk2vRysioERapid-Prototyping-Verfahren sind Fertigungsverfahren, welche CAD-Daten in Werksstücke umsetzen. Dabei werden je nach Vorhaben verschiedene Materialien und Verfahren genutzt. Rapid-Prototyping ist dabei gar nicht so neu, wie manch einer glaubt - es existiert seit den 1980er Jahren und hat sich seitdem immer weiterentwickelt. Es wurde anfänglich tatsächlich nur für Modelle oder Prototypen verwendet, heute werden auch Werkzeuge oder Fertigteile mittels diesem Verfahren hergestellt.

Selektives Lasersintern
Ein spezielles Rapid-Prototyping-Verfahren ist das Selektive Lasersintern (SLS).
Es bezeichnet die Herstellung von beliebigen 3D Modellen mittels eines Laserstrahls. Das Ausgangsmaterial liegt dabei in Pulverform vor, welches auf die Bauteilform aufgetragen wird. Der Laser erhitzt dieses Pulver wodurch es schmilzt und schließlich verhärtet. Danach wird die nächste Pulverschicht aufgetragen und gesintert, bis das Baustück fertig ist.

Unternehmen wie Visiotech können bereits auf 10 Jahre Erfahrung im Bereich Selektives Lasersintern zurückblicken. Heute ist es möglich selbst komplizierte Bauteile mit einer Vielzahl an Gelenken, Scharnieren oder Hohlräumen auf diese Art und Weise herzustellen. Das selektive Lasersintern bietet im Gegensatz zur konventionellen Fertigung viel mehr Spielraum für kreative Ideen. Es ist ein schnelles, kostengünstiges und zuverlässiges Verfahren zur Herstellung hochwertiger Druckergebnisse.

* hohe Qualität der Bauteile
* Geometriefreiheit
* Nachbearbeitung nicht nötig

3-Dimensional Printing
Ein 3DP-Drucker besteht aus einem Druckkopf und einer Kammer. Das Ausgangsmaterial (Polymergips) liegt wieder in Pulverform vor. Das Material wird in die Kammer gefüllt und geglättet. Anschließend wird Es mittels Druckkopf mit einem Bindemittel benetzt, wodurch das Pulver Stück für Stück verklebt. Dieser Vorgang wird so oft wiederholt, bis das Baustück fertig ist. 3-Dimensional Printing erlaubt eine sehr hohe Detailgenauigkeit, so gefertigte Modelle sind jedoch Bruch-anfällig und müssen meist nachbearbeitet werden.

* hohe Detailgenauigkeit
* Nachbearbeitung nötig
* hohe Kosten für Polymergips

Fused Deposition Modelling
Das Fused Deposition Modelling Verfahren (FDM) wird auch als Schmelzschichtungsverfahren bezeichnet. Das dreidimensionale Objekt wird bei diesem Verfahren schichtweise aus einem schmelz-fähigen Kunststoff herausgearbeitet. Der Kunststoff, etwa ABS, wird dabei stark erhitzt bis er fast flüssig ist und anschließend durch feine Düsen gepresst. Hierbei entsteht ein sehr feiner Faden, der nach und nach die einzelnen Modellschichten formt. Es gibt verschiedene 3D Drucker für den Privatgebrauch, die es ermöglichen FDM Modelle anzufertigen. Während günstige Geräte oft nach kalibriert werden müssen, gibt es durchaus brauchbare 3D Drucker mit denen sich unterschiedlichste Modelle per FDM Verfahren herstellen lassen.

* einfacher Aufbau
* einfaches Verfahren
* auch für Privatanwender

Polygrafie
Bei diesem Druckverfahren wird ein Photopolymer Schicht für Schicht aufgetragen und mittels UV-Licht ausgehärtet. Um Überhänge drucken zu können ist es nötig Stützmaterial dazu zudrucken. Dieses Stützmaterial kommt aus einem anderen Druckkopf und wird am Ende entfernt. Schicht für Schicht werden die Konturen des Bauteils auf die Bauplattform gespritzt. Das flüssige Material verhärtet sich, sobald es mit UV-Licht bestrahlt wird.

* hoher Detailgrad
* glatte Oberflächen

Zudem gibt es weitere Rapid-Prototyping-Verfahren, etwa das selektive Laserschmelzen oder Stereolithografie (SLA). Je nachdem welches Bauteil man herstellen möchte, bieten sich unterschiedliche Arten des Rapid-Prototyping an. Neben Materialauswahl und Form spielt auch die Stückzahl eine Rolle bei der Auswahl des jeweiligen Verfahrens.


Wirtschaft | Lieferkette & Produktion, 31.01.2016

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