Spectrum Z TM 510 3D Farbdrucker

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1 Spectrum Z TM 510 3D Farbdrucker Systempräsentation 10. Mai 2005 Hotel Zur Kanone Tautenhain Dipl.-Ing. (FH) Peter Volz Bereichsleiter 3D Drucken 4D Concepts GmbH

2 Agenda Wir über uns Überblick Rapid Prototyping Verfahren 3D Drucken im Entwicklungsprozess 3D Druckersysteme der ZCorporation Spectrum Z TM 510 3D Drucker Vorteile und Nutzen Anwendungsbeispiele

3 Über 4D Concepts Gegründet Mitarbeiter in den Bereichen Produktentwickung CAD (Solidworks, Catia, ProE) Rapid Prototyping (SLA, SLS, 3DP, konventioneller Modellbau) RapidTooling (VG, Epoxi Tooling, Metallsintern) Werkzeugbau Aluminiumwerkzeuge Stahlwerkzeuge Anwendungstechnikum / Bemusterung Distribution ZCorporation 3D Drucker

4 Distribution der Z Corporation 3D Drucker ZCorp Distribution seit 1999 (Erstvorstellung 3D Drucker auf der Euromold 1998) Vertrieb von 3D Druckersystemen, Peripherie und Verbrauchsmaterial in Deutschland Wartung und Anwendungsunterstützung Service und Support Erfahrenes Personal in Service und Applikation betreute Kundenbasis von aktuell 98 Systemen Anwendungsunterstützung Einbindung 3D Drucken in RP Prozessketten Benchmarking, z.b. Zcast Dienstleistungen Lokales Vorführzentrum z.b. Farbmodelle, Grossformatmodelle oder Z TM Cast Formen

5 Über Z Corporation Gegründet 1994 Entwicklung und Vermarktung von 3D Druckersystemen basierend auf den MIT Patenten (3DP) Erstes kommerzielles 3D Druckersystem 1997 Produktportfolio Februar 2005: 3 Drucker Produktlinien (Z310, Z510 und Z810) verschiedene Werkstoffsysteme (ZP102, ZP14, ZP15e und ZCast500) Installierte Basis: über 1450 Systeme weltweit 98 Systeme durch 4D Concepts betreut

6 Übersicht RapidPrototyping Fertigung von Modellen, Erstmustern, Prototypen Produktiv Zuverlässig Schnell Kostengünstig Problemloser Einsatz Gekennzeichnet durch ein Spektrum von Technologien mit spezifischen Vorteilen (Nischen) Viele (>20) Verfahren sind bekannt, 5 sind WW im Einsatz SL, SLS, FDM, LOM, 3D Drucken

7 Funktionsweise aller generativen Verfahren 1. Datenübernahme im STL-Format (Standard Transformation Language) 2. Mathematisches ` Zerschneiden der Geometriedaten in einzelne, dünne Schichten (slicen) 3. Schichtweiser Aufbau der Geometrie (generatives Erstellen)

8 Die bekanntesten RP Verfahren 3DP SLA SLS FDM LOM PJT MJM DMLS LC etc 3D Drucken Stereolithographie Lasersintern Fused Deposition Modelling Laminated Objet Manufacturing Polyjet Technologie Multijetmodelling Metall Laser Sintern Laser Cusing

9 Zusammenfassung RP Verfahren RP Verfahren ermöglichen schnell und effizient Modelle direkt von 3D CAD Daten herzustellen Einsatz finden verschiedene Verfahren mit unterschiedlichen Stärken und Schwächen es gibt keine Eierlegende Wollmilchsau ) Größter Nutzen liegt in der anforderungsbezogenen Technologieauswahl Rapid Tooling Prozessketten erlauben die Herstellung von Kleinserien, z.b. Vakuumgießtechnik

10 Aufgelaufene Kosten Einflussmöglichkeiten Konzeptphase erste Entwürfe Varianten Markt-Analyse Lastenheft Typischer Ablauf eines Entwicklungsprozesses Entwurfsphase Konstruktion Prototypenbau Erprobung Prototypwerkzeug Serienwerkzeug Produktionsanlauf

11 Aufgelaufene Kosten Einflussmöglichkeiten Konzeptphase erste Entwürfe Varianten Markt-Analyse Lastenheft Einflussmöglichkeiten während des Entwicklungsprozesses Entwurfsphase Konstruktion Prototypenbau Maximale Einflussmöglichkeiten bei geringen Kosten während der Konzept und Entwurfsphase einer Entwicklungszyklus Hier werden oft keine Modelle Erprobung gefertigt, weil Serienwerkzeug Prototypwerkzeug Modelle nicht schnell genug verfügbar sind die Kosten für Modelle zu hoch sind klar ist, das noch Änderungen folgen werden Produktionsanlauf

12 Einflussmöglichkeiten Aufgelaufene Kosten Konzeptphase erste Entwürfe Varianten Markt-Analyse Lastenheft Entwicklungsprozess mit 3D Drucken 1 2 Entwurfsphase Konstruktion Prototypenbau einfachere Beurteilung und Bewertung der Konstruktion und des Designs frühe Fehlererkennung, funktionelle Vorprüfung drastische Verringerung von Risiken Qualitätssteigerung durch Bewertung von Alternativen und Varianten erhöhte Akzeptanz im Markt bei kürzerem Entwicklungszyklus

13 Funktionsprinzip 3D Drucken Direkte Umsetzung von 3D-Daten im STL oder VRML Format in physikalische Modelle. Schichtweise Verfestigung eines Pulverwerkstoffs durch Aufdrucken eines flüssigen Binders. Pulveraufnahme Beschichten Drucken Plattform absenken

14 Funktionsprinzip 3D Drucken

15 3D Drucker Hauptvorteile Geschwindigkeit Schnellste und produktivste RP Systeme am Markt Hohe Produktivität (Raumausnutzung), keine Stützen Baufortschritt bis ca. 50 mm/stunde bei voller Bauraumausnutzung ca. 25mm / Stunde Niedrige Werkstoffkosten Kostengünstige Werkstoffe ab ca. 50,- / Liter hohe Ausnutzung (umgebendes Pulver 100% wiederverwendbar) Keine Stützgeometrie Vielseitigkeit Verschiedene Werkstoffe auf einem Drucker einsetzbar Variable Teileeigenschaften durch Infiltration Nacharbeit und Oberflächenbehandlung konventionell Farbsystem (CMY) Farbmodelle weltweit einzigartig Optimale Kommunikation

16 3D Druckersysteme der Z Corporation ZPrinter Z TM 310 Spectrum Z TM 510 Z TM 810 Grossformatdrucker Neu in 2005

17 ZPrinter Z TM 310 Einsteigersystem Bauraum 250 x 200 x 200mm Auflösung 300dpi HP Druckkopftechnologie Baufortschritt bis zu 4 Schichten pro Minute Typisch bei Bauraumausnutzung 2 Schichten pro Minute Einfarbige Modelle

18 Z TM 810 Grossformatdrucker Grossformatdrucker Bauraum 600 x 500 x 400mm Auflösung 300dpi HP Druckkopftechnologie Baufortschritt Typisch bei Bauraumausnutzung 2 Schichten pro Minute Einfarbige Modelle

19 Auspackstation ZD5 Turn key Komponente zum Auspacken der 3D Druckermodelle Inklusive Staubsauger und geräucharmen Kleinkompressor Arbeitsraum für Z310 und Z510 3D Drucker Systeme ausgelegt Aufstellung direkt neben 3D Drucker 230 V Stromanschluss

20 ZPrint Software Graphischer Druckertreiber Einfache, intuitive Bedienung Einlesen von STL und VRML (Farbmodelle) Daten Bauteilpositionierung, Kollisionsprüfung, Druckerauswahl, Parameterauswahl Windows 2000 oder XP PC Spezifikationen sind Drucker abhängig

21 ZEdit Modul (für Spectrum Anwender) Zusatzfunktionen für Farbmodelle: Einfärben von Bauteilen Aufbringen von Texturen Bauteilbeschriftung Nutzung der Farbmöglichkeit direkt am 3D Drucker ohne CAD Ressourcen

22 Typische Druckerinstallation Z310 3D Drucker mit Auspackstation 230 V Stromanschluss PC mit Windows 2000 oder XP Netzwerk

23 Kurze Pause

24 Spectrum Z TM 510 Maschinenvorführung

25 Spectrum Z TM 510 3D Druckersystem Hauptvorteile Systemübersicht Beispiele Preisgestaltung

26 Spectrum Z TM 510 Professioneller Farbdrucker Bauraum 350 x 250 x 200mm Auflösung 600 x 540 dpi HP Druckkopftechnologie Baufortschritt bis zu 4 Schichten pro Minute Typisch bei Bauraumausnutzung 2 Schichten pro Minute farbige Modelle Neu seit Februar 2005

27 Spectrum Z TM 510 Hauptvorteile Großer Bauraum Hohe Auflösung Brillante Farbdarstellung Hervorragende Bauteilqualität Schnelle Fertigung Einfache Handhabung

28 Spectrum Z TM 510 Technologie Implementierung neuer Technologien im Spectrum zur weiteren Verbesserung von Auflösung, Bauteilqualität und einfacher Bedienung Aktive Druckkopfreinigung Prozesskammertemperierung Automatische Druckkopfausrichtung

29 Spectrum Z TM 510 Auflösung Auflösung 600 x 540 dpi Sehr gute Detaildarstellung von Schriften, Texturen Verbesserte Oberflächen Feinere Detaildarstellung Schärfere Kanten

30 Spectrum Z TM 510 Benutzerfreundlichkeit Binderbefüllung von oben Füllstutzen für Binderflaschen Alphanumerisches Display z.b. für Pulverfüllstand Stauraum für Stampfer und Schaufel im Drucker Wechselplattform zur einfacheren Entnahme der Modelle auf der Bauplattform

31 Z Vorteil: Geschwindigkeit Baufortschritt bis zu 50 mm pro Stunde - abhängig von Material, Teilegeometrie und Schichtdicke Typischer Bauforstschritt ca 25mm pro Stunde (ZP102, 0,1mm Schichtdicke) Beispiel Getriebegehäuse Dimensionen: Ca. 240 x 210 x 180 1,2 Liter Volumen Bauzeit: ca. 8 Stunden bei 0.1mm Schichtdicke

32 Z Vorteil: Kosten Geringe Betriebskosten Geringer Strom- und Platzbedarf Unbenetztes Material ist vollständig wieder verwendbar Keine Stützgeometrie Günstige Verbrauchsmaterialien Beispiel Getriebegehäuse Dimensionen: Ca. 240 x 210 x 180 1,2 Liter Volumen Werkstoffkosten: ca. 120,- uro inkl. Infiltration.

33 Z Vorteil: Bedienung Einfache Bedienung nach kurzer Einweisung, z.b. durch Konstrukteur / Stylist Intuitiver Druckertreiber Automatische Bauteilorientierung Automatische Parametereinstellung etc Sicheres Bauergebnis, hohe Zuverlässigkeit Minimale Wartung durch Einsatz von Standard HP Druckkopftechnologie

34 Z Vorteil Vielseitigkeit Verschiedene Werkstoffe auf einem Drucker einsetzbar ZP14 / ZP15e Pulverwerkstoff auf Stärke-Zellulose-Basis (nicht auf Spectrum verarbeitbar) ZP102 Pulverwerkstoff auf Mineralbasis Z TM Cast500 Pulverwerkstoff auf Sandbasis (Option) Universal-Binderwerkstoff für alle Pulverwerkstoffe Einfacher Materialwechsel innerhalb 15 Minuten Einstellung der Bauteileigenschaften durch Infiltration

35 Z Vorteil Vielseitigkeit keine geometrischen Limitierungen Keine Stützgeometrie, daher einfaches Auspacken auch komplexester Geometrien

36 Nutzen Farbmodelle

37 Nutzen Farbmodelle

38 Nutzen Farbmodelle

39 Nutzen Farbmodelle Bauteilbeschriftung

40 Nutzen Farbmodelle

41 Nutzen Farbmodelle

42 Nutzen Farbmodelle Markierung von Änderungen Rev B

43 Z TM 510 Anwendungsbeispiele Farbe Farbmodelle Weltweit einzigartig Optimale Kommunikation komplexer Bauteile Baugruppen Detailbetonung

44 Z TM 510 Anwendungsbeispiele Farbe Darstellung von Simulations & Finite Elemente Berechnungen

45 Z TM 510 Anwendungsbeispiele : Gussteile mittels Z TM Cast Z TM Cast Direktes Drucken von Formen für das Abgießen von Metallprototypen extrem schnelle Verfügbarkeit von Gussteilen (2-3 Tage wurden schon realisiert) Einsetzbar für NE-Legierungen bis 1100 C Gießtemperaturen Optional auf allen aktuellen 3D Druckern einsetzbar (kostenpflichtige Option)

46 Z Anwendungsbeispiele: Nachbearbeitungsmöglichkeiten Gute Nachbearbtbarkeit Oberflächenfinish Schleifen, Füllern, etc. Oberflächenveredelungeitung Lackieren, Beschichten, etc.

47 Z Anwendung: Form, Fit & Ergonomie

48 Z Anwendung Zusammenbauuntersuchung

49 Z Anwendung Zusammenbauuntersuchung Kompletter 3 Zylinder Motor eines Wasserjets von Bombardier Rotax Aufwand: 1 Z TM Woche Druckzeit 1 Woche Modellbau

50 Z Anwendung: Fertigungsplanung

51 Z Anwendung Gebäude-, Infrastruktur- und Fabrikplanung

52 Lunch eine kleine Stärkung

53 Zusammenfassung Nutzen Als Werkzeug in der Entwicklung ermöglicht ein 3D Drucker die schnelle und flexible Verfügbarkeit von kostengünstigen Modellen. Optimale Kommunikation Qualitätssteigerung Risikominimierung Zeitgewinn Unabhängigkeit von Lieferanten Kompetenz im eigenen Haus Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit

54 3D Drucker Referenzen 4D Concepts betreut aktuell 98 Anwender, unter anderem : 3Di Adidas Audi AVL BMW Bombardier Rotax Daimler Chrysler Porsche Hella Honda Lufthansa Technik Mann & Hummel MTU Aero Engines Robert Bosch Elektrogeräte Volkswagen Johnson Contols Geiger Technik Nordseewerke Rautenbach Aluminium SIG Corpoplast Mühlhoff Maschinenfabrik NCD Nietfeld CAD Dienstleistung H&H Prototypenbau Leon Digital Engineering TU Dresden Universität Madgeburg Hochschule Stendal Magdebrug HDK Berlin Und viele mehr

55 3D Drucken: Nicht die Großen fressen die Kleinen, sondern die Schnellen die Langsamen. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.

56 Offene Gesprächsrunde

57 Z TM 510 Preisgestaltung Komplettsystem bestehend aus Z TM 510 3D Drucker ZPrint Software ZD5 Auspackstation Werkstofferstausstattung Installation Schulung 12 Monate Gewährleistung ,-