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3D Labor3D-Druck

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3D-Druck

Das 3D-Labor verfügt über zwei 3D-Drucker, die beide den sogenannten generativen Verfahren zugeordnet werden. Zur Fertigung der Prototypen werden außer dem Drucker keine weiteren Werkzeuge benötigt wie z.B. Gussformen. Der rechnerinterne Datensatz eines 3D-Modells wird in der entsprechenden Ansteuerungsoftware automatisch in Schichtdaten zerlegt, die anschließend an den Drucker gesendet werden.  

3D Systems ZPrinter 650 / Contex Designmate Cx

Das Ausgangsmaterial des 3D-Printers Contex Designmate Cx ist ein feines Gipspulver. Der Bauprozeß beginnt mit einem Absenken des Bauraums um eine Schichthöhe (ca. 0,1mm)  und dem gleichzeitigen Anheben der direkt danebenliegenden Gipsvorratskammer um den gleichen Wert. Der überstehende Gips wird mittels einer Walze über den gesamten Bauraum aufgetragen. An den Stellen, die später Bestandteil des Modells sein sollen und in den übertragenen Schichtdaten festgelegt sind, wird ein auf Wasser basierender Binder eingespritzt. Auf diese Weise werden die Gipspartikel nicht nur innerhalb dieser Schicht, sondern auch mit der darunterliegenden Schicht verklebt. Als Einspritzvorrichtung dienen Druckköpfe, die ähnlich dem Tintenstrahlprinzip die Bindertröpfchen auftragen. Da der nicht verklebte Gips gleichzeitig als Stützstruktur für weitere Schichten dient, ist der explizite Bau von Stützen überflüssig, wodurch das Verfahren die sehr schnelle Herstellung von Prototypen erlaubt. Verwendet man farbigen Binder, lassen sich auch vollfarbige Modelle generieren bis zu einer Farbtiefe von 24-Bit.  Da die erstellten Prototypen aufgrund der verwendeten Materialien Gips und Binder eine relativ poröse und nur bedingt belastbare Struktur aufweisen, werden sie mit Epoxydharz oder Cyanacrylat (Sekundenkleber) infiltriert und ausgehärtet.

Dimension SST1200

Dimension während des Bauvorgangs
Lupe
Alphacam Dimension SST1200
Lupe

Der zweite 3D-Drucker, die Dimension SST1200, arbeitet nach dem Prinzip des Fused-Deposition-Modeling (FDM). Das Modellmaterial, ABS-Kunststoff, liegt aufgewickelt auf einer Spule in Drahtform vor und wird über einen Schlauch in den Druckkopf eingeführt. Dort wird der Kunststoffdraht bis kurz über seinen Schmelzpunkt erhitzt und auf die Bauplattform bzw. die eben erstellte Schicht aufgetragen. Nach dem Auftreffen erkaltet und erstarrt er sofort. Da dieses Verfahren Stützstrukturen benötigt, werden diese von der Ansteuerungssoftware automatisch generiert und mittels identischer Technik schichtweise mitgebaut. Um das nachträgliche Entfernen dieser Stützen zu erleichtern wird ein spezielles Material verwendet, das in Natronlauge löslich ist.

Gegenüberstellung der Gerätedaten (wip)

Datenüberblick
Modell
CONTEX Designmate Cx
DIMENSION SST1200
Verfahren
3D-Printing (3DP)
Fused-Deposition Modeling (FDM)
Bauraumvolumen
350mm x 250mm x 200mm  
250mm x 250mm x 300mm
Schichtdicke
0,0875-0,1mm
0,25-0,33mm
Farben
vollfarbig, 24-Bit Farbtiefe
monochrom (weiß, gelb, rot, grün, blau, grau)
Material
verklebtes Gipspulver
ABS-Kunststoff

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