3D-Druck von Grünlingen zur Hartmetallerstellung
Entwicklung eines kontinuierlichen 3D-Druckverfahrens zur Herstellung von Hartmetallgrünlingen
In diesem Projekt wurde ein 3D-Drucksystem zum Druck von Hartmetall zusammen mit den Industriepartnern voxeljet technology GmbH (jetzt voxeljet AG), Augsburg, und staegi GmbH, Augsburg, erforscht.
Das 3D-Druckverfahren ist eine additive Fertigungsmethode. 3D-Drucker bauen dreidimensionale Objekte, die als CAD-Daten vorliegen, aus gebundenem Pulver, z. B. gebundener Sand oder Kunststoff. Der Drucker trägt zunächst eine Schicht Pulver auf. An den Stellen, wo sich das Objekt befindet, wird mit Hilfe eines Druckkopfes Binder eingebracht. Anschließend wird die Druckebene um eine Schichtstärke abgesenkt. Diese Schritte werden wiederholt. Nach Beendigung des Druckprozesses wird überschüssiges Material entfernt und das gedruckte Objekt kann weiterverarbeitet werden. Damit können z. B. Gussform für die Herstellung von Metallbauteilen werden oder durch Infiltrieren stabile Objekte produziert werden.
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| Schematische Darstellung des 3D-Druckverfahrens (Quelle: voxeljet technology GmbH, Augsburg) |
Das Softwarsystem Rapix3D für Rapid-Prototyping-Anlagen wird seit 1998 am FORWISS entwickelt. Es ermöglicht die Plazierung von CAD-Objekten im Bauraum, die Schichtbildberechnung und die Ansteuerung von 3D-Druckern.
Das in diesem Forschungsprojekt verwendete Drucksystem, ein Endlosdrucker mit schräger Druckebene der Firma voxeljet, wurde dabei an die enormen Lasten des Hartmetallpulvers angepasst.
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| Endlosdrucker mit schräger Druckebene der Firma voxeljet technology GmbH, Augsburg (Quelle: voxeljet technology GmbH, Augsburg) |
Im Bereich der Software Rapix3D zur Ansteuerung der Maschine und vor allem im Bereich der Vorbereitung und Berechnung der nötigen Schichtbilder für diesen Druckertyp wurden wichtige Erkenntnisse gewonnen. So wurde in Rapix3D erstmals ein parallelotop-förmiger Bauraum von der Platzierung der Bauteile bis zur Schichtbildberechnung umgesetzt. Da bautechnisch bedingt ein Drucker mit einer schrägen Druckebene und Förderbandvorschub keine feste Bauraumwand besitzt, wurde eine stabile und leicht zu demontierende parametrisierte Wand entwickelt, die während der Jobvorbereitung mit Rapix3D konstruiert und später mitgedruckt wird. Mit Anwendern aus dem Bereich der Produktion wurden die nötigen Software-Werkzeuge entwickelt, um eine effiziente Bedienung zu ermöglichen.
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Softwaresystem Rapix3D mit schrägem Bauraum und druckbarer und demontierbarer Bauraumwand
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Damit wurde in enger Zusammenarbeit zwischen FORWISS und den Industriepartnern ein völlig neuartiges Drucksystem entwickelt, bei dem gleichzeitig gedruckt und entpackt werden kann.
| Gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages |
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Projektmitarbeiter
Projektpartner
