Großer 3D-Drucker

Hexapod für

6-Achs 3D-Druck

SEAM

Extruder 3D-Druck

Das SEAM (Screw Extrusion Additive Manufacturing) System wurde vom Fraunhofer Institut IWU erfunden und wird heute von der Firma 1A Technologies weltweit vertrieben. Dieser 3D-Drucker-Extruder SEAM ist eine Hochleistungsplastifiziereinheit für den dreidimensionalen (3D-)Druck. Es kann eine Vielzahl von Kunststoffen, Elastomeren, Polypropylen und sogar ein Polyamid 6 mit 40 % Kohlefaseranteil extrudieren.

Schneller und günstiger 3D-Druck

Mit dem SEAM-Extruder kannst du bis zu 8 kg/h an gedruckter Bauteilmasse erzeugen, was eine erhebliche Steigerung gegenüber den traditionellen Fused-Layer- oder Fused-Deposition-Modeling-Verfahren (FLM/FDM) darstellt. Außerdem lässt sich mit dem SEAM-Extruder Materialkosten einsparen (bis zu 200-mal billiger), da er Standard-Kunststoffgranulat anstelle eines teuren FLM-Filaments verwendet. Dank seiner hohen Leistung und Materialvielfalt ist der SEAM-Extruder eine ausgezeichnete Wahl für viele Kunststoff-3D-Druckanwendung.

Durchflussgeregelter 3D-Druck

Der größte Mehrwert dieses 3D-Druckwerkzeugs ist das patentierte Bypass-Modul. Anhand dieses Moduls kannst du die Geschwindigkeit des Kunststoffflusses und die Menge des extrudierten Kunststoffs regulieren. Das Ergebnis ist eine konstante und gleichbleibende Extrusionsgeschwindigkeit und Wandstärke, selbst wenn mit unterschiedlichen Materialien oder in Druckbereichen wie den Ecken eines Teils gearbeitet wird. Der Bypass kann auch verwendet werden, um während eines Druckvorgangs von Position zu Position zu springen, ohne dass Material aus der Düse austritt. Die Regelung dieses Bypasses wird durch das Steuerungssystem des SEAMHex 3D-Druckers realisiert.

Materialeffizienter 3D-Druck

Der Einsatz des SEAM-Bypass-Moduls ist ein deutlicher Fortschritt gegenüber vergleichbaren 3D-Druckern, da es eine höhere Präzision und Kontrolle beim Extrudieren von Kunststoff bietet. So stellt diese Lösung ein Alleinstellungsmerkmal und einen erheblichen Mehrwert in der gesamten 3D-Druckbranche dar. Allerdings muss das Material, das aus dem Bypass austritt, beseitigt werden. Doch dem ist bereits vorgebeugt worden, indem das ausgeworfene Material sofort granuliert wird und wiederverwendet werden kann. Damit ist das gesamte SEAM System ein geschlossener Kreislauf, der sehr ressourcenschonend und umweltfreundlich ist.

Über den großformatigen 3D-Druck

Ein zentrales Problem der Kunststoff-3D-Druckindustrie ist die Größe ihrer Drucker, die nur für kleine Drucke effizient ist. Ein typisches Druckverfahren wie FDM ist zu langsam (niedrige Ausstoßrate) und zu teuer (Filament), so dass die Herstellung großer Objekte nicht rentabel ist. Auch die Größe des Druckbetts und des Bauvolumens sind stark begrenzt. Um den Druckprozess zu beschleunigen, verwenden einige Hersteller von 3D-Druckern ein Dual-Extruder-System.

Für den Druck von z. B. großen Prototypen (aus Kunststoff) sind jedoch eine große Bauplattform, eine schnelle Maschine und ein Druckwerkzeug mit einer hohen Ausgaberate erforderlich, um Zeit und Kosten zu sparen.

Deshalb wurden großformatige 3D-Drucker entwickelt, um dieses Problem zu lösen, indem die Geschwindigkeit erhöht und die Kosten für den 3D-Druck großer Druckformate gesenkt werden.

Typen von 3D-Druckern

In den letzten 10 Jahren haben sich 3D-Drucker in der Gesellschaft immer mehr durchgesetzt. Man findet sie in Schulen, kleinen Unternehmen und großen Konzernen. Die Technologie ist erschwinglicher und einfacher zu bedienen geworden, so dass sie einem größeren Personenkreis zugänglich ist.

Die populärsten Arten von Kunststoff-3D-Druckern sind bis heute FDM, SLA und SLS.

• FDM-Drucker (Fused Deposition Modeling) sind die gängigste Art von 3D-Druckern. Dabei wird ein Kunststofffaden durch eine Düse extrudiert, um ein Objekt Schicht für Schicht aufzubauen. FDM-Drucker sind in der Regel die erschwinglichste Art von 3D-Druckern, was sie zu einer guten Wahl für Privatpersonen, Schulen und kleine Unternehmen macht.
• SLA-Drucker (Stereolithographie) verwenden einen Laser, um ein Photopolymerharz auszuhärten und in die gewünschte Form zu bringen. SLA-Drucker sind im Allgemeinen teurer als FDM-Drucker, bieten aber eine höhere Qualität.
• SLS-Drucker (Selective Laser Sintering) arbeiten mit einem Hochleistungslaser, der kleine Partikel aus Kunststoffpulver verschmilzt. SLS-Drucker sind die teuerste Art von 3D-Druckern, aber sie bieten die höchste Qualität und die Möglichkeit, große Objekte zu drucken.

Diese Typen sind jedoch nicht für den Druck großer Objekte geeignet.

Granulatbasierte 3D-Drucker wurden entwickelt, um dieses Problem zu lösen, indem die Geschwindigkeit erhöht und die Kosten für den 3D-Druck großer Objekte gesenkt werden. Bei diesen Druckern wird ein Granulatstrom durch eine Düse extrudiert, um ein Objekt Schicht für Schicht aufzubauen, ähnlich wie bei den FDM-Druckern, jedoch mit einer hohen Ausstoßrate.

Bediente Branchen für große 3D-Drucker

Diese großen 3D-Drucker werden auch als „industrielle 3D-Drucker“ bezeichnet, wie z. B. der SEAMHex 3D-Drucker, da sie über ein großes Bauvolumen verfügen und in der Lage sind, industriell relevante Bauteile zu produzieren. Diese 3D-gedruckten Teile sind in den meisten Fällen mit Kohle- oder Glasfasern verstärkt und können in vielen Anwendungen herkömmliche Metallteile ersetzen.

Die großen 3D-Drucker werden vor allem in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Medizin- und Bauindustrie eingesetzt, wo große und stabile Teile benötigt werden.

In der Automobilindustrie werden große 3D-Drucker für die Herstellung von Karosserieteilen und Motorkomponenten eingesetzt. In der Luft- und Raumfahrtindustrie werden große 3D-Drucker für die Herstellung von Flugzeugteilen und -komponenten (z. B. Sitze) eingesetzt. In der Medizintechnik werden große 3D-Drucker für die Herstellung von Implantaten und Prothesen eingesetzt. In der Bauindustrie werden große 3D-Drucker zur Herstellung von Betonwandplatten und Rohren eingesetzt.

Roboter für den 3D-Druck großer Objekte

Roboter können auch als 3D-Drucker eingesetzt werden, um große Objekte zu drucken. Der Roboterarm kann so programmiert werden, dass er den Kopf des 3D-Druckers in eine beliebige Richtung bewegt, um das Objekt zu drucken. Dadurch sind diese 3D-Roboterdrucker in der Lage, große Objekte mit einem hohen Grad an Freiheit zu drucken.

Diese Roboter können heute mit Extrusionsköpfen für große 3D-Drucker wie den SEAM Extruder ausgestattet werden. Der Nachteil des 3D-Drucks mit Robotern besteht darin, dass die Roboter eine geringe Steifigkeit aufweisen und nur langsam beschleunigen, was zu einer geringeren Druckqualität führen kann. Auch die Kosten für große 3D-Drucker mit Robotern können hoch sein.