Labor Additive Fertigung Kunststoff

Dienstleistungen, Angebote und Geräte

SLS-Verfahren

SLS-Anlage 3D Systems sPro 60

Das selektive Lasersintern (SLS) ist ein pulverbasiertes Verfahren der additiven Fertigung, bei dem Kunststoffpulver schichtweise aufgetragen und mittels eines Lasers lokal verschmolzen wird. So können Bauteile präzise gefertigt werden und komplexe Geometrien, wie beispielsweise Lattice Strukturen realisiert werden. Das SLS-Verfahren eignet sich für die Produktion von Prototypen sowie funktionalen Endbauteilen. Es findet Anwendung in verschiedensten Industriezweigen, etwa der Medizintechnik für patientenspezifische Orthesen oder in der Luft- und Raumfahrt für leichte und belastbare Bauteile.

Technische Daten:

• Bauvolumen 381x330x437 mm
• Schichtstärken 80 bis 150 µm
• CO2-Laser mit 70W
• Scan-Geschwindigkeit 6 und 12 m/s
• Einfacher Materialwechsel

Powder Processing Room

Im Powder Processing Room erfolgt die Vor- und Nachbereitung von Kunststoffpulvern für die Verarbeitung im SLS-Verfahren. Vor dem Druckprozess wird das Pulver mittels Hand- und Rüttelsiebe aufbereitet und eine Mischung aus frischem und recyceltem Pulver hergestellt. Nach dem Druck wird das nichtgesinterte Pulver aus der Maschine entnommen und unter Berücksichtigung der unterschiedlichen thermischen Belastung während des Prozesses sortenrein getrennt. So wird eine effiziente Wiederverwertung des Materials gewährleistet. Zudem werden die Bauteile in einer Strahlkabine durch Strahlgut und Druckluft von überschüssigem Pulver befreit. Der Raum ist speziell für das sichere und saubere Pulverhandling ausgestattet und stellt einen zentralen Bestandteil des SLS-Prozesses dar.

FFF-Verfahren

Das Fused Filament Fabrication (FFF), auch als Fused Deposition Modeling (FDM) bekannt, ist ein filamentbasiertes Verfahren der additiven Fertigung, bei dem das Material lokal aufgeschmolzen und extrudiert wird. Mit diesem Verfahren lassen sich schnell und kostengünstig funktionale Prototypen und einfache Endprodukte herstellen. Das FFF-Verfahren eignet sich besonders gut für Bauteile mit mittlerer geometrischer Komplexität. Die breite Materialauswahl, von PLA über ABS bis hin zu technischen Kunststoffen wie PETG oder Nylon, ermöglichen ein großes Anwendungsspektrum.

Prusa i3 MK3

• Bauvolumen 250x210x210 mm
• Schichthöhe 0,05 – 0,35 mm
• maximale Geschwindigkeit 200 mm/s
• Einfacher Materialwechsel
• Multimaterial Upgrade

Prusa MK4

• Bauvolumen 250x210x220 mm
• Schichthöhe 0,05 – 0,3 mm
• maximale Geschwindigkeit 600 mm/s
• Einfacher Materialwechsel

Raise3D Pro2 Plus

• Bauvolumen 305x305x605 mm
• Düsendurchmesser 0,2 – 1 mm
• minimale Schichthöhe 0,01 mm
• Geschwindigkeit 30 – 150 mm/s
• Dual-Extruder

Materialuntersuchung

Rotationsrheometer Anton Paar MCR 302e

Das Rotationsrheometers ermöglicht verschiedene Prüfungen zur Charakterisierung des Fließverhaltens unterschiedlichster Materialklassen. In der Additiven Fertigung dient es insbesondere der Untersuchung von Kunststoffpulvern für das SLS-Verfahren. Mithilfe der Pulverscherzelle und dem Zwei-Helix-Doppelrührer lassen sich zentrale pulverrheologische Eigenschaften wie das Fließverhalten und die Kohäsion bestimmen. Mit diesen Messsystemen lassen sich so die Veränderungen des Pulververhaltens durch die Variation der Prozessparameter und durch die Wiederverwendung des Pulvers prüfen.

Technische Daten:

• Temperaturbereich 23 – 600 °C
• Heizrate 30 °C/min
• Drehmomentbereich 1 nNm - 230 mNm
• Oszillationsfrequenz 0,2 µHz-100Hz
• Normalkraftbereich ± 50 N

Optische Untersuchung der Partikel

Mittels mikroskopischer Untersuchungen können die Form und Größe einzelner Pulverpartikel charakterisiert werden. So lässt sich analysieren, inwieweit sich das Pulver durch vorangegangene Verwendung im Prozess verändert. Die gewonnenen Ergebnisse, wie Partikeldurchmesser, Zirkularität und Volumen stehen zudem in engem Zusammenhang mit dem Fließ- und Verdichtungsverhalten des Pulvers.

Messung des statischen Schüttwinkels

Der statische Schüttwinkel ist ein wichtiges Maß für das Fließverhalten von Pulvern. Er bietet Informationen über die Kohäsion und die innere Reibung eines Materials. Darüber hinaus wird dieser Versuch für die Kalibrierung von Materialmodellen für DEM-Simulationen angewendet. Der Schütthaufen wird durch ein automatisiertes System reproduzierbar erzeugt und anschließend kameragestützt erfasst und ausgewertet.