Generative Fertigungsverfahren

Seit Anfang der Achtziger Jahre entwickeln Forscher und Unternehmen Verfahren, die vollautomatisch Teile aus CAD-Daten produzieren. Unter dem Sammelbegriff Rapid Manufacturing (RM) sind seither eine Vielzahl unterschiedlicher Technologien entstanden, die mittels generativer Verfahren dreidimensionale Körper additiv aufbauen und komplexe Geometrien ermöglichen. RM-Anlagen sind heute in vielen Branchen selbstverständlicher Bestandteil des Workflows bei der Produktentwicklung.

Fused Deposition Modeling bei uns im DDL

Für schnellen Prototypenbau arbeiten wir mit dem Fused Deposition Modeller "Fortus 250mc" der Firma Stratasys, mit dem durch Ablagern von Material schichtweise ein Bauteil aufgebaut wird. Ausgangsmaterial ist ein Draht aus Thermoplast beispielsweise ABS oder ABSplus (Acrylnitril-Butadien-Styrol), der durch eine heiße Düse gepresst wird. Bei Überhängen im 3D-Modellen werden zusätzlich Materialstränge aus SR-30 als Stütztkonstruktion abgelegt. Ist das Modell fertig aufgebaut, wird es in ein Laugebad gelegt um die Stützkonstruktion aufzulösen.

Bauraum und Materialstärken

Mit der Fortus 250mc generieren wir Modelle in hoher Detailierung, mit einer Schichthöhe von standardmäßig 0,178 mm sowie optional in 0,254 mm und 0,330 mm. Mit höheren Schichtstärken sind geringere Druckzeiten möglich. Bei 0,330 mm halbiert sich die Druckzeit, die Oberfläche wird allerdings doppelt so grob - der Materialverbrauch bleibt gleich. Der maximale Bauraum ist 254 x 254 x 305 mm (xyz). Die von den Herstellern angegebene minimale Wandstärke von unter 0,5 mm ist ein Optimalwert, der nur unter bestimmten Randbedingungen erreicht werden kann. Für best mögliche Ergebnisse empfehlen wir eine Wandstärke von mindestens 1,2 mm.

Weitere Empfehlungen für optimale Ergebnisse:

  • Mindeststabdurchmesser 2,4 mm
  • Mindestlochdurchmesser 1,2 mm
  • Wandungsabstand bei mechanischen Teilen z.B Getriebe 0,15-0,3 mm

Materialeigenschaften

Die Modelle erreichen eine hohe Stabilität, die jenach Orientierung der Materialschichten gesteuert wird. Die Sichtbarkeit des durch den schichtweisen Aufbau entstehende Baustufen- oder Treppeneffekt kann ebenso durch die Orientierung kontrolliert werden - Baustufen fallen bei geringen Steigungen stärker auf. Die Oberflächen wirken trotz des Treppeneffektes hochwertig. ABS Kunststoffe lassen sich gut bearbeiten. Der Kunststoff kann nachträglich geklebt, gebohrt, geschliffen, gefräst, lackiert und mit Azeton geglättet werden. Zehn verschiedene Farben bietet Stratasys an. Standardmäßig verwenden wir weiß und schwarz; für weitere Farbe bitte nachfragen.

Wie funktioniert der Datenaustausch?

Um ein Modell auf der Fortus 250mc generieren zu können, benötigt man ein zusammenhängendes wasserdichtes CAD Modell des zu generierenden Volumens. Es kann in nahezu allen 3D Programmen erstellt werden und danach jedes Bauteil als einzelne STL-Datei exportiert und an uns gesendet werden. Bitte nachdem Export überprüfen:

  • Korrekte boolische Vereinigung zusammenhängender Bauteilelemente
  • Skalierung und Bauteildimensionen
  • Korrekter Export des STL-Meshs

Preise

  • Studenten und Mitarbeiter der Fakultät für Architektur bezahlen ausschließlich Materialkosten (Konstruktionsmaterial + Stützmaterial) mit 60 Cent/cm³.
  • Mitarbeiter der Technischen Universität München und Studenten anderer Fakultäten berechnen wir Materialkosten in Höhe von 80 Cent/cm³ und pro Modell und zusätzlich 20 Euro Bearbeitungsgebühren.

Interesse?

Bei Interesse nehmen Sie gerne mit uns Kontakt auf:
rp@ai.ar.tum.de