Chancen mineralischer Werkstoffe im 3D-Druck

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Das Produktionsverfahren 3D-Druck gewinnt zunehmend an Bedeutung. Der entscheidende Unterschied zu den altbewährten Produktionsverfahren Sägen, Drehen, Fräsen, Bohren und Schleifen besteht darin, dass ein Teil nicht entsteht indem von einem Rohling spanend abgetragen wird, sondern indem Material durch verschiedene Druckprozesse zu einem Teil modelliert wird. Bei den spanenden Verfahren haben wir Späne als Materialverlust. 3D-Druckverfahren haben hinsichtlich „Materialverlust und Abfall“ eine wesentlich bessere Bilanz. Im 3D-Druck können mehrere spanende Verfahren gleichzeitig abgebildet werden. Es sind außerdem komplexe Formen mit Hinterschneidungen möglich, die mit spanender Bearbeitung nicht realisierbar sind.

Waren 3D Drucker anfangs ein sehr gutes Instrument um Prototypen und Einzelteile herzustellen, gewinnen sie zunehmend Bedeutung für Serienprodukte mit hoher Variantenvielfalt. Waren die ersten Produkte des 3D-Druckes einfache Teile ohne hohe Genauigkeiten, werden die 3D-Druckverfahren immer genauer und bieten Chancen für die Fertigung von Präzisionsteilen.


Bild 1: Vermessen der Geradheit der montierten Referenzführungsschiene im µ-Bereich

Genauigkeit, Präzision und Toleranz

 

Autokolli-plus-Neigungswaage_ret-1Beim 3D Druck müssen zusätzliche Faktoren für die Bauteilgenauigkeit beachtet werden. Genauigkeiten hängen vom Material, dessen mechanischen Eigenschaften und die Art der Bauteile ab. Der Schicht für Schicht-Aufbau kann Auswirkungen für Ungenauigkeiten haben.

Einflussfaktoren auf die Bauteilgenauigkeit sind:

  • Druckverfahren
  • Material
  • Auflösung
  • Mechanische Genauigkeit und Wiederholbarkeit

Die Genauigkeit der 3D-Druckverfahren wird wesentlich von der projizierten Pixelgröße (auch XY-Auflösung genannt) begrenzt.

Für die Erreichung hoher Genauigkeiten ist es deshalb besonders wichtig, dass die Gestelle der 3D-Drucker in den 3 Druck-Achsen eine hoher Genauigkeit und Wiederholbarkeit besitzen. Nur so kann die durch die Pixelgröße mögliche kleinste Abweichung realisiert werden.

Da 3D-Druck-Technologien auch unter Temperaturschwankungen stattfinden, sind mineralische Materialien wie Granit oder UHPC (Beton) aufgrund Ihrer vorteilhaften physikalisch-thermodynamischen Eigenschaften ein idealer Werkstoff für Gestelle mit 3D-Druckprozessen.

Granitgestelle überzeugen durch:

  • geringe Wärmeausdehnung
  • geringe Wärmeleitfähigkeit
  • sehr gute Schwingungsdämpfung
  • sehr gute Resistenz auf Chemikalien
  • nicht magnetisch
  • nicht elektrisch leitend

Granit ist somit ein optimaler Werkstoff für den Bau von 3D-Präzisionsdruckmaschinen. Die Verwendung von Granitkomponenten beim Gestellbau wird dazu beitragen, die Präzision in diesem zukunftsweisenden Produktionsverfahren zu erhöhen.

 

Bild 2: Vermessen der Fläche für das Führungssystem hinsichtlich Geradheit und Rotationsfehler im µ-Bereich

 

Wir freuen uns, Sie bei der Verwendung mineralischer Werkstoffe wie Granit und alternativ UHPC konstruktiv unterstützen zu dürfen.

Geposted von René Maschlanka am 05.07.2021
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