Dossiers - Technologiedossier 3D-Druck

Die Möglichkeiten des 3D-Drucks / der additiven Fertigung beflügeln auch im Bereich Dichten. Kleben. Polymer. die Phantasie. Dabei verändert diese Technologie vieles über die gesamte Wertschöpfungskette und bietet eine Reihe neuer Perspektiven. In diesem Dossier sammeln wir deshalb interessante Konzepte, Projekte, Produkte und Dienstleistungen rund um den 3D-Druck und die additive Fertigung – und bieten damit eine fokussierte Plattform für alle Konstrukteure, Einkäufer, Qualitätsmanager und Instandhalter, die sich vertieft mit den neuen Möglichkeiten auseinandersetzen wollen.

 

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News

08.06.2018

Die neueste Version der Additive Manufacturing Software 4D_Additive erlaubt CoreTechnologie die Optimierung additiver Verfahrensabläufe. Das Tool bietet Schnittstellen in sämtlichen Formaten zum unabhängigen Lesen aller gängigen CAD-Formate und verfügt über eigens entwickelte Zusatzfunktionen.

4D_Additive verfügt über einen ausgereiften Geometrie-Kernel mit 3D-Datenanalyse- und Reparatur-Tools sowie direkten Modellierungs- und Offset-Funktionen auf Basis des EXACT B-Rep. Diese Technologie gewährleistet Modelle, die keine Abweichungen vom ursprünglichen CAD-Modell aufweisen. Leistungsstarke und vollautomatische 3D- und 2D-Nesting-Funktionen ergänzen das durchdachte Leistungspaket der Software ebenso wie die Kollisionsschutzfunktion für die halbautomatische Ausrichtung von Teilen und die Kollisionserkennung für manuell erstellte Arbeitsbereiche zur Vermeidung der Abtrennung von Elementen. Die Analysefunktion dient der Visualisierung der zu erwartenden Oberflächenqualität in Echtzeit sowie zur Erzielung einer optimalen Ausrichtung des zu fertigenden Teils. Die automatische Ausrichtung für optimale Oberflächenqualität ausgewählter Bereiche unterstützt diesen Prozess. Zudem kann eine Analyse von massiven Zonen vorgenommen werden, um Bereiche mit Wärmekonzentration anzuzeigen. Die automatische Wanddickenanalyse zeigt darüber hinaus problematische dünne Bereiche an. Slicer, basierend auf dem genauen B-Rep-Modell, Animationswerkzeuge und die zusätzliche Hatching-Funktion unterstützen den additiven Prozess. Mit der Software sind CAD-Modelle als intelligente B-Rep- Geometrie durch robuste Direct-Modelling-Funktionen bearbeitbar, was deutliche Vorteile gegenüber der Bearbeitung tesselierter Modelle hat. Hierbei kann durch Defeaturing und dem präzisen Abändern kritischer Geometriebereiche sowie durch Flächenverschmelzung eine Reduzierung der Komplexität sowie eine effiziente Fehlerkompensation erreicht werden. Die übersichtliche Grafikoberfläche der Software ermöglicht die einfache Erzeugung von Offset-Flächen. Durch frei wählbare Skalierungsparameter können die Modelle entlang der drei Hauptachsen verschieden skaliert werden, um Schrumpfung oder Verzug zu kompensieren. Speziell für Metalldruckverfahren unterstützt 4D_Additive die einfache teilautomatische Erzeugung von Stützstrukturen sowie von Lattice-Geometrien für die Fertigung bei gleichzeitiger Materialeinsparung. Mit der neuen Software-Version können Voxelized 3D-Modelle für optimale Druckergebnisse erstellt werden, die künftig mit integrierten Funktionen ausgestattet sind wie Leitfähigkeit oder Flexibilität. Erreicht wird das durch spezifische Eigenschaften, die jedem Voxel zugeordnet sind. 4D_Additive wurde entwickelt, um Prozesse zu automatisieren und im Batch-Modus auszuführen, um einen nahtlosen und automatisierten Prozess von CAD/PLM zum 3D-Drucker zu ermöglichen. Die Software enthält keine Komponenten von Drittanbietern. So ist CoreTechnologie in der Lage, mit 4D_Additive innerhalb kürzester Zeit auf  Kundenanforderungen zu reagieren.

CoreTechnologie, 4D_Additive.
28.05.2018

Der 1K-Druckkopf für viskose Medien und Pasten im 3D-Druck von ViscoTec eignet sich zum 3D-Drucken von Dichtungen aus Silikon und ist damit eine Alternative bei der Prototypen-Fertigung.

Viele Alltagsprodukte enthalten den Werkstoff Silikon. Durch die einzigartigen Werkstoffeigenschaften von Silikon ist es möglich, eine Vielfalt an Varianten zu erzielen, welche z. B. hitzebeständig, wasserabweisend, elastisch und UV-beständig, resistent gegenüber Umwelteinflüssen und kältebeständig sind. Der Markt für die verschiedensten Silikonanwendungen hat sich in den letzten Jahren stetig weiterentwickelt, jedoch konnte erst in den vergangenen Jahren neben den bewährten Fertigungstechniken wie dem Silikonspritzguss eine innovativere Technologie vorgestellt werden: Das dreidimensionale Drucken von Silikon. Eine besondere Herausforderung stellen dabei sowohl das Handling als auch die Verarbeitungssysteme für die anspruchsvolle Fertigung der Silikonbauteile dar. ViscoTec hat einen 1K-Druckkopf für viskose Medien und Pasten im 3D-Druck im Programm. Mit dem Druckkopf lassen sich feinste Schichthöhen von bis zu 200 µm und konstante Linien aus Silikon Schicht für Schicht auftragen. Bei diesem Verfahren handelt es sich um ein volumetrisches Dosierprinzip auf Basis der Exzenterschnecken-Technologie. Durch das exakte Zusammenspiel von Rotor und Stator entstehen abgeschlossene Kammern mit identischem Volumen, die ein präzises Auftragen von Silikon während des 3D-Drucks gewährleisten. Darüber hinaus besteht technisch die Möglichkeit, am Linienende einen gezielten Fadenabriss durch Einstellung eines Rückzuges zu erzeugen. Das Vernetzen der einzelnen Silikonschichten erfolgt unabhängig von der Drucktechnologie und kann - je nach Auswahl der Materialien - durch UV, Wärme und Feuchtigkeit, aber auch durch eine daraus resultierende Kombination erfolgen. Eine individuelle und kundenspezifische Lösung ist folglich möglich. Die Exzenterschnecken-Technologie findet neben der Anwendung im Druckprozess auch ihren Einsatz bei Materialentnahme- und Aufbereitungssystemen. In der additiven Fertigung können dadurch größere Behälter, wie beispielsweise Hobbock-Systeme gefüllt mit Silikon, direkt zum Druckkopf gefördert werden. So wird eine einheitliche und hochwertige Verarbeitung von Silikonen im gesamten Prozess – von der Materialentnahme bis hin zum Druck – gewährleistet. Ein konkretes Funktionsbeispiel ist das 3D-Drucken von Dichtungen aus Silikon für unterschiedlichste Einsatzbereiche. Derzeit werden Dichtungen mit einem konventionellen Spritzgussverfahren in sehr hohen Stückzahlen gefertigt. Doch gerade während der Entwicklungsphase von neuen Dichtungen entstehen hohe Kosten, da bereits für erste Prototypen ein kostenintensives Werkzeug angefertigt werden muss. Der 3D-Druck hingegen ermöglicht es, die Fertigung eines Werkzeuges zu übergehen und einen ersten 3D-gedruckten Prototypen zu erstellen. Aus bestehenden Versuchsreihen geht hervor, dass die additiv gefertigten Bauteile nahezu die gleichen mechanischen Eigenschaften besitzen wie mittels Spritzguss gefertigte Bauteile. Je nach verwendetem Silikon kann von der Entwicklungs- bis hin zur endgültigen Fertigungsphase eines Bauteils mit ein und demselben Produktmaterial gearbeitet werden. Durch den Wegfall der Werkzeugfertigung sinken zum einen die Entwicklungskosten und zum anderen kann die Produktionszeit zwischen der Entwicklung und der fertigen Dichtung reduziert werden. Eine weitere Herausforderung besteht nun darin, von der Prototypen- zur Kleinserienfertigung von komplexen Bauteilen überzugehen und die Prozesssicherheit der gefertigten Bauteile zu gewährleisten.

ViscoTec Pumpen- und Dosiertechnik GmbH, 1K-Druckkopf.

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