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Vortrag

WEB Neuartiger 3D Druckprozess um Überhänge ohne Stützmaterial zu drucken

Donnerstag (14.05.2020)
15:20 - 15:35 Uhr Raum 2
Bestandteil von:


Die Arbeit beschreibt die Entwicklung eines neuartigen FDM Druckverfahrens. Ein dazu neu entwickelter Druckkopf ermöglicht das Drucken von Überhängen ohne Stützmaterial.

 

Beim herkömmlichen FDM Druckverfahren müssen Überhänge von über 45° - 60° abgestützt werden um diese drucken zu können. Dieses Verfahren beinhaltet aber erhebliche Nachteile, da das Stützmaterial nach dem Drucken entfernt und entsorgt werden muss. Zudem dauert der Druck unter Umständen erheblich länger und die Oberflächenqualität an den gestützten Stellen ist von deutlich schlechterer Qualität, was erheblichen Mehraufwand beim Postprocessing bedeutet.

 

Interne Untersuchungen haben gezeigt, dass der mögliche druckbare Winkel von Überhängen nicht von der Lage im Raum abhängt, da die Gravitationskraft einen vernachlässigbaren Einfluss hat. Um das flüssige Material beim Austritt aus der Düse umzulenken, ist eine genügend große Überlappung von rund 50% zum vorher gedruckten Material notwendig, was zu dem maximalen Winkel von 45° - 60° führt.

 

Beim neu entwickelten Druckverfahren ist der Druckkopf um 45° um eine horizontale Achse gedreht und mit einer vertikalen Drehachse ausgestattet. Die Druckdüse bewegt sich nicht mehr in parallelen Schichten zum Druckbett, sondern auf Oberflächen von 45° Kegeln. Während sich die Düse in Kreisen von oben nach unten bewegt, ist sie immer auf die Kegelachse ausgerichtet. Der Druckkegel wird von Schicht zu Schicht im Durchmesser größer. Mit diesen konisch geformten Schichten erhöht sich der druckbare Winkel um 45°, was zu druckbaren Überhängen von rund 100° führt.

 

Es wurden Konzepte für neue slicing Strategien entwickelt, welche die Bauteile je nach geometrischen Eigenschaften für die neue Druckstrategie slicen. Theoretische Überlegungen zeigen, dass mit geeigneter slicing Strategie nahezu jedes beliebige Bauteil ohne Stützmaterial geduckt werden kann.

 

Die Machbarkeit dieses Konzepts wurde prototypisch demonstriert. Es konnte gezeigt werden, dass damit eine höhere Geschwindigkeit, tiefere Kosten und eine höhere Qualität erreicht werden können.

Sprecher/Referent:
Michael Wüthrich
ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften
Weitere Autoren/Referenten:
  • Prof. Dr. Wilfried Elspass
    ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften

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Präsentation Präsentation "Neuartiger 3D-FDM-Prozess zum Druck von Überhängen ohne Stützmaterial" Diese Präsentation zeigt einen neuartigen FDM Druckprozess welcher das Drucken von Überhängen ohne Stützmaterial mittels einer Schrägstellung des Druckkopfs um 45° und einer zusätzlichen Rotationsachse ermöglicht. 3 MB Download