Additive Manufacturing - Verfahren

Question 1

Schichtlaminatverfahren LLM - Prozess und Material

Answer 1

• Verkleben von aufeinanderfolgenden Schichten mit Thermowalzen
• Ausschneiden der Konturen (Laser/Messer)
• Eignung für Papier und Kunststoff

Question 2

Schichtlaminatverfahren LLM - Eignung - Vor-/Nachteile

Answer 2

• Gut für große Teile; schlecht für Teile mit Hohlräumen => Sandguss-Modelle
+ Papier: hohe Druckbelastung, günstig
+ keine Stützstruktur erforderlich
+ nachträglich spanende Bearbeitung
- geringe Genauigkeit (vgl. Stereolithografie, SLS, Extrusion)
- Entformung des nicht verwendeten Materials

Question 3

Stereolithographie - Verfahren

Answer 3

• Lokale UV-Laserbelichtung härtet Harz (Acryl/Epoxid) aus
• Plattform verfährt nach unten, bis BT Oberfläche wieder unter dem Harzspiegel ist
• Wiederholung

Question 4

Stereolithographie - Vor-/Nachteile

Answer 4

+ Hoher Detaillierungsgrad
+ sehr gute Oberflächen
+ unbenutztes Harz wiederverwendbar
+ Hohlräume darstellbar
- Stützstruktur notwendig
- geringere mech. therm. Belastbarkeit (vgl SLS, Extrusion)
- Nachbearbeitung notwendig (Struktur entfernen, säubern)

Question 5

Lasersintern SLS - Merkmale; Vor-/Nachteile

Answer 5

• Lokales versintern von thermoplastischem Polymerpulver, Schichtbildung durch Versintern
• Material: Kunststoffe (ABS, PA, PS), Sande, Keramik
+ höhere mech & therm Eigenschaften als Stereolithografie
+ Seltenst Stüzen erforderlich
+ Wiederverwendung von ungenutztem Pulver
- geringerer Detaillierungsgrad als bei Stereolit.
- rauere Oberflächen

Question 6

Lasersintern SLS - Werkstoffe

Answer 6

• Kunststoffe: meist Vorwärmung nötig, Schutzgasatmosphäre
• Metalle: direktes Lasersintern (Metallpulvergemisch), indirektes Lasersintern (Metallpulver mit Kunststoffmantel) => RapidTooling
• Sand: Sandgussformen

Question 7

Rapid Manufacturing mit SLS (Lochgreifer) - Merkmale

Answer 7

• 60% geringeres Gewicht als konventionell
• Höher Standzeit
• Ansteuerung über Druckluft
• Gewicht bis zu 4 kg
• bis zu 1000 Stk/Serie
• Kurze Lieferzeiten

Question 8

Selektives Laserschmelzen SLM - Merkmale

Answer 8

• Verfahren wie SLS aber höhere Laserleistung
• Lokales Aufschmelzen von Metallpulver - Schichtbildung nach Erstarrung
• Material: Nickellegierungen, Stahl, Alu

Question 9

Selektives Laserschmelzen SLM - Vor-/Nachteile

Answer 9

\+ hohe therm. und mech Belastbarkeit 
\+ geringe Porösität
\+ hohe BT Komplexität
\+ Wiederverwendung des Pulvers
- Raue Oberflächen
- Stützen notwendig
- Sicherheit (Explosionsgefahr durch Laser und Ladung des Pulvers)
- Nachbearbeitung notwendig

Question 10

Selektives Laserschmelzen SLM - Fehlerquelle

Answer 10

Design:
• Zu viel Versatz zwischen Schichten => Schmelze sinkt in Pulverbett ab
• Unzureichende Abstützung durch Pulver => Druckfehler

Question 11

Extrusionsverfahren - Prinzip & untersch. Verfahren

Answer 11

• Heißklebepistole
• Feste Kunststoffe (Draht) werden durch beheizte Düse schichtweise aufgetragen; Verfestigung durch Abkühlung
• Verfahren: FLM (Fused Layer Modeling), FDM (Fused deposit modeling), MJM (multijet modeling)

Question 12

Extrusionsverfahren - Material & Vor-/Nachteile

Answer 12

• Kunststoffe und zum Teil Wachse (ABS & PPSU)
+ Höhere mech und therm Belastbarkeit als Stereolithografie
+ Einsetzbar als “Bürolösung”
- raue Oberflächen
- geringerer Detaillierungsgrad als Stereolithographie
- Materialkosten
- Stützstrukturen
- Nachbearbeitung

Question 13

3D Druck - Prinzip & Material

Answer 13

• Schichtweises Verkleben eines Granulats (Pulverbett) durch selektives injizieren eines flüssigen Binders (Harz). Anschließendes Aushärten durch UV oder Wärme
• Material: Stärke/Wasser, Gips-Keramik/Wasser, Metall, Polymere, Nahrungsmittel

Question 14

3D Druck - Vor-/Nachteile

Answer 14

\+ schnell und preiswert
\+ kalter Prozess
\+ farbige Modelle möglich
\+ keine Stützstruktur
- geringe Detail./Genauigkeit
- raue Oberflächen 
- geringe Belastbarkeit (Gips)

Question 15

Polymerprinting - Polyjet

Answer 15

Flüssiges Baumaterial wird mit Hilfe eines Vielfachdüsen-piezoelektrischen Druckkopfes unimittelbar auf die Bauplattform aufgebracht. Aushärtung durch UV Lampen

Question 16

Polymerprinting - Vor-/Nachteile

Answer 16

\+ Unterschiedliche Farben und Werkstoffe
\+ Sehr Glatte Oberflächen
\+ Sehr hohe Genauigkeit
- Stützkonstruktionen notwendig
- kostenintensiv
- lange Druckzeiten