3. TechnologieDialog Südwestfalen

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1 3. TechnologieDialog Südwestfalen 3D Druck, wohin geht die Reise? Lüdenscheid Praxisbeispiele der Fa. Canto Ing. GmbH Lüdenscheid Hagen Tschorn I Geschäftsführer

2 Kurzvorstellung der Firma Canto Ing. GmbH Gegründet Mitarbeiter, davon 6 Auszubildende, davon 3 mit Studium Geschäftsführer & Inhaber: Jörg Schmidt Kaufm. Leitung Vertrieb, Konstruktion, Werkzeugbau & Fertigung Hendrik W. Schulte Leitung Werkzeugbau & Konstruktion Hagen Tschorn Leitung Modellbau Vertrieb, Modellbau & RP Fertigung RM seriennahe Werkstoffe Canto Ing. GmbH Kalver Straße Lüdenscheid

3 Kurzvorstellung der Firma Canto Ing. GmbH Auf qm befinden sich: Konstruktions- / Entwicklungsbüro Catia Solidworks Cimatron Modellbau 3D-Drucken Vakuumguss Lackiertechnik Werkzeugbau teilautomatisiert LaserCUSING 5-Achs-HSC-Fräsen Erodiertechnik Messtechnik Canto Ing. GmbH Kalver Straße Lüdenscheid

4 3D-Drucken (Rapid Prototyping) Generative Fertigung von Werkstücken aus formlosem Material.

5 Historie Grundgedanken zur Stereolithografie Erteilung des Patents auf die Verfestigung eines flüssigen Polymers durch Polymerisation Erteilung des Patents für den Stereolithografieprozess (die erste Maschine wurde 1988 von 3D-Systems veröffentlicht) Beschreibung Oberfläche von Körpern mittels STL-Format Veröffentlicht Dr. Charles Deckard USA, das Verfahren Selektive Laser Sintering, SLS - (die erste Maschine wurde 1992 von DTM veröffentlicht) Quelle: Internet diverse

6 Historie Fused Depositon Modeling (FDM) Verfahren (1. Maschine 1991) Patent für Laminated Object Manufacturing (LOM) Concept Laser verkauft die ersten Laser-Cusing-Maschinen Trumpf mischt kurzzeitig den SLM-Markt auf Voxeljet bringt seine erste Maschine auf den Markt Sintermask versucht sich erstmalig auf den Markt Quelle: Internet diverse

7 RP-Verfahren - Vorteile - Bedienung der Maschinen durch minimalen Programmieraufwand - extrem kurze Lieferzeiten - viele Produkte sind als Kleinserie ohne Weiteres umsetzbar - geringere Teilekosten im Vergleich zum herkömmlichen Modellbau - fast alles an Geometrien und Strukturen ist realisierbar - ständige Weiterentwicklung der RP-Materialien - Umsetzung neuer Möglichkeiten und Anwendungen, die vorher nicht so einfach waren Quelle: Internet diverse

8 RP-Verfahren - Nachteile - Materialien in der Regel zu wenig mit Serienmaterialien vergleichbar - zu wenig Akzeptanz bei Entwicklern - die verschiedenen Verfahren sind zu wenig bekannt, daher werden viele mögliche Anwendungen nicht erkannt - die Visionen und Entwicklungen der Maschinenhersteller im RP Markt dominieren - Materialbindung an den Hersteller und damit verbundenen hohen Kosten - keine Konstruktionsrichtlinien und nur wenige Materialvergleichbarkeitstabellen Quelle: Internet diverse

9 Was ist STL Kurz zur Aufklärung: nur ein Dateiformat - Dahinter verbergen sich triangulierte Flächen eines Körpers Quelle: Internet

10 Selektiver Aufbau Ein 3D- Modell wird in Scheiben geschnitten und Scheibe für Scheibe gebaut Quelle: Quelle: Quelle: Internet

11 Objet-Polyjet-Verfahren Ein Photopolymer-Material wird in sehr dünnen Schichten durch einen Druckkopf aufgetragen und mit UV-Licht ausgehärtet. - Material: Photopolymerharz - Bauraum: 1000 x 800 x 500 mm - Schichtstärke: 0,016-0,03 mm - Besonderheiten: digitale Materialien, versch. Dimensionen Belastbarkeit Formstabilität Oberfläche Detailgenauigkeit Schichtstärke Kosten Quelle: Internet /

12 Objet-Polyjet-Verfahren Quelle: Internet /

13 Objet-Polyjet-Verfahren (1K & 2K) Quelle: Internet /

14 STL (Stereolithografie) Auf einer in einem Harzbad absinkenden Bauplattform wird schichtweise ein lichtempfindliches Harz mit einem UV-Laser ausgehärtet. - Material: Epoxidharz oder Arcrylharz - Bauraum: 1500 x 750 x 550 mm - Schichtstärke: 0,05-0,15 mm - Besonderheiten: große Materialvielfalt Belastbarkeit Formstabilität Oberfläche Detailgenauigkeit Schichtstärke Kosten Quelle:

15 STL (Stereolithografie) Quelle: 3D-Systems

16 STL (Stereolithografie) Quelle: 3D-Systems

17 SLS (Selektives Lasersintern) Ein Kunststoffpulver wird schichtweise aufgetragen und durch einen Laser mit der darunter liegenden Schicht verschmolzen. - Material: PA, PS, PEEK - Bauraum: 700 x 380 x 580 mm - Schichtstärke: 0,06-0,18 mm - Besonderheiten: Formiga Belastbarkeit Formstabilität Oberfläche Detailgenauigkeit Schichtstärke Kosten Quelle:

18 SLS (Selektives Lasersintern)

19 SLS (Selektives Lasersintern)

20 FDM (Fused-Deposition-Modeling) Durch eine beheizbare Düse wird ein thermoplastisches Material aufgeschmolzen und schichtweise aufgetragen. - Material: ABS, PC, Ultem, PPSF / PPSU - Bauraum: 914 x 610 x 914 mm - Schichtstärke: 0,07-0,013 mm - Besonderheiten: Rapid Manufacturing Belastbarkeit Formstabilität Oberfläche Detailgenauigkeit Schichtstärke Kosten Quelle:

21 FDM (Fused-Deposition-Modeling)

22 Voxeljet (technology GmbH) Schichtweiser Auftrag eines Partikelmaterials, welches mit einem Binder selektiv verklebt wird. - Material: Quarzsand + Furanharz, PMMA - Bauraum: 4000 x 2000 x 1000 mm - Schichtstärke: 0,08-0,4 mm - Besonderheiten: sehr große Teile Belastbarkeit Formstabilität Oberfläche Detailgenauigkeit Schichtstärke Kosten Quelle:

23 Voxeljet (technology GmbH) Quelle: Voxeljet.com

24 Z-Printer Schichtweiser Auftrag eines Partikelmaterials, welches mit einem Binder selektiv verklebt wird. Zusätzlich kann auf jede Schicht ein Farbdruck aufgebracht werden. - Material: Pulver ( Gips ) + Binder - Bauraum: 508 x 381 x 229 mm - Schichtstärke: 0,089-0,102 mm - Besonderheiten: farbige Bauteile Quelle: Zcorp.com Quelle:

25 Metalllasersintern (SLM - Selective Laser Melting) Ein Metallpulver wird schichtweise aufgetragen und durch einen Laser mit der darunter liegenden Schicht verschmolzen. - Material: Stahl, Edelstahl, Aluminium, Titan - Bauraum: 250 x 250 x 325 mm - Schichtstärke: 0,05 mm - Besonderheiten: Einsatz in Serienwerkzeugen Belastbarkeit Formstabilität Oberfläche Detailgenauigkeit Schichtstärke Kosten Quelle:

26 Metalllasersintern (SLM - Selective Laser Melting)

27 Metalllasersintern (SLM - Selective Laser Melting)

28 LOM (Laminated Object Manufacturing) Ein mit einem Heißkleber versehenes Papier wir durch eine heiße Laminierwalze mit der darunterliegenden Lage verklebt, wobei die Konturen in jeder Schicht mit einem Laser ausgeschnitten werden. - Material: Stahl, Aluminium, Titan - Bauraum: 810 x 560 x 510 mm - Schichtstärke: 0,1 bis 0,15 mm - Besonderheiten: holzähnliche Optik Belastbarkeit Formstabilität Oberfläche Detailgenauigkeit Schichtstärke Kosten Quelle:

29 DLP-Printing (Digital Micromirror Device) Durch eine hohe Anzahl beweglicher und einzeln ansteuerbarer Microspiegel (Kantenlänge 12my) wird ein lichtempfindliches Material ausgehärtet. - Material: Stahl, Aluminium, Titan - Bauraum: 115 x 72 x 230 mm - Schichtstärke: 0,025 bis 0,035 mm - Besonderheiten: Solidscape, envisiontec - winzige Details Belastbarkeit Formstabilität Oberfläche Detailgenauigkeit Schichtstärke Kosten Quelle:

30 DLP-Printing (Digital Micromirror Device) Quelle:

31 Vakuumguss Ein Urmodell wir in Silikon eingegossen. Mit dem so entstandenen Werkzeug können, den Serienmaterialien ähnliche, 2-Komponenten-Gießharze vergossen werden. - Material: PU-Gießharze - Bauraum: 1500 x 700 x 500 mm - Besonderheiten: seriennahe Materialien und Oberflächen Belastbarkeit Formstabilität Oberfläche Detailgenauigkeit Schichtstärke Kosten

32 Vakuumguss der Aufbau Quelle: Canto

33 Vakuumguss die Maschine Quelle:

34 Vakuumguss Quelle: Bauhausuniversität Weimar

35 Vakuumguss Quelle: Bauhausuniversität Weimar

36 Vakuumguss das Ergebnis 2K Teile hart & weich Quelle: Canto, Fanflash.com

37 Vakuumguss Quelle: bumm.de

38 Vakuumguss das Ergebnis Quelle: bumm.de

39 Vakuumguss Quelle: eickhoff-bochum.de

40 Vakuumguss Quelle: eickhoff-bochum.de

41 Vakuumguss Quelle: Canto

42 Werkzeugbau die Maschine eine von vielen

43 Werkzeugbau Metalllasersintern Einsätze & konturnahe Kühlung

44 Werkzeugbau Metalllasersintern konturnahe Kühlung

45 Werkzeugbau Metall-Laser-Sintern der Kühlkern

46 Rapid Tooling morgen Quelle: Stratasys GmbH

47 Rapid Tooling morgen Quelle: Stratasys GmbH

48 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Canto mit Leidenschaft und Anspruch an Technik, Formen und Produkten. Mehr Informationen unter: Canto Ing. GmbH Kalver Straße Lüdenscheid

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