Markus Brandl encee CAD/CAM Systeme GmbH

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1 Markus Brandl encee CAD/CAM Systeme GmbH

2 Über encee Systems encee CAD/CAM Systeme GmbH Gründung: 1995 Hauptsitz: Kümmersbruck ( Oberpfalz ) Geschäftsführer: Wolfram Becker Mitarbeiter: 15 Mitarbeiter Produkt Portfolio:

3 Über den Hersteller STRATASYS Geschichte: Gründung: 1988 durch Scott Crump Umsatz: $ 750 Mio. (2014) Mitarbeiter: 3000 (weltweit) 200 (Deutschland) Produktion: Minnesota, USA (FDM) Rehovoot, Israel (Polyjet) Weiteres: 500 Patente im Bereich 3D Drucken 20 Auszeichnung als das beste 3D Drucker Produkt 130 verschiedenen Druckmaterialien Marktführer im 3D Drucken (ca. 41% Marktanteil 2012) Lager & Service in Deutschland Marken: Mojo uprint Dimension Fortus Objet Desktop Objet Eden Objet Connex Makerbot Solidscape

4 Produktüberblick Stratasys 3D Drucker

5 3D Drucker für Spritzgussformen

6 Das Polyjet-Verfahren Technologie: Polyjet 3D Druck Hersteller: Stratasys Produkt: Objet Prototypen aus Photopolymer Kunststoff höchste Präzision bis zu 0,016mm feine Details bis zu 120 versch. Materialien

7 Polyjet Arbeitsprozess / Ablauf

8 Produktionsprozess

9 Polyjet (Objet) Materialien BLICKDICHT & FEST (VERO WHITE / BLUE / GRAY / BLACK) VOLLFARBEN (CYAN, MAGENTA UND GELB) POLYPROPYLEN (ENDUR & DURUS) TRANSPARENT (VERO CLEAR & RGD 720) HITZEBESTÄNDIGERES (RGD 525) BIOKOMPATIBLES (MED 610) GUMMI (TANGO BLACK & GRAY) GUMMI (TANGO PLUS) DIGITAL ABS (ABS LIKE) BIOKOMPATIBEL (MED610 / 620 / 670 / 690) DM MATERIALIEN (SHORE-HÄRTEN UND FARBMISCHUNGEN SIMULIERBAR)

10 Spritzgusswerkzeuge 3D Drucken Überblick Anwendungsmöglichkeiten

11 Spritzguss (Technologie Überblick) Anwendung Thermoplaste Geringe Wandstärken komplexe Geometrie Großserienproduktion PolyJet s Stellung / Position Kunststoffspritzguss Bauteile Spritzgießwerkzeuge für Funktionsprüfung im Original Material Kundenspezifische Materialien Gedruckte Spritzgusswerkzeug mit Polyjet

12 Spritzguss Anwender Zulieferer / Hersteller Kunststoffspritzgießer Dienstleister Vorteile Große Auswahl an Material Kostenreduzierung (50% - 70%) Geringere Vorlaufzeit (50% - 90%) Frühe Design / Materialauswahl

13 Spritzguss: gedruckte Formen Einsatzgebiete Materialien Abformtemperaturen < 300 C Gute Fließfähigkeit Materialtypen: PE, PP, PS, ABS, TPE, PA, POM, PC-ABS Faser gefüllte Materialien Einsatz von Kunststoffen mit geringem Schmelzpunkt Geringe Mengen (5 bis 100 Stk.) Schnelle Produktionszeit Bauteilgröße (< 165 cc) 10 bis 80-Tonnen-Maschinen Design- und Funktions- Validierung Vermeidung Nacharbeiten am Werkzeug Abnahmen / Zertifizierung / Prüfstand (zum Beispiel UL oder CE) Gedrucktes Werkzeuge im Einsatz

14 Spritzguss: Prozessüberblick (traditionell) Konstruktion der Formeinsätze Fräsen Erodieren Zusammenbau Durchlaufzeit: Fräsen eines Formeinsatzes ca. 4-6 Wochen Komplette Spritzgussform

15 Spritzguss: Prozessüberblick (3D Drucken) Konstruktion der Formeinsätze 3D Drucken Durchlaufzeit: ca. 1 Woche

16 Spritzguss: Faktoren für Verwendung von gedruckten Werkzeuge 3D Druck Material: Standzeit Bauteilqualität Bauteil Geometrie: Material Optionen Standzeit der Werkzeuge Am Besten geeignet sind Materialien mit: Gute Fließfahigkeit(wenig Druck) Niedrige Schmelztemperatur < 300 C (570 F) Haltbarkeit von Formen nach Verfahren A: PE, PP, PS, ABS, TPEs B: PP+G, PA, POM, PC-ABS C: PA+G, PC, POM+G D: PC+G, PPO, PPS + Transparente Materialien werden nicht empfohlen

17 Spritzgiesstechnologie: Haltbarkeit von Formen nach Verfahren A: PE, PP, PS, ABS, TPEs B: PP+G, PA, POM, PC-ABS C: PA+G, PC, POM+G D: PC+G, PPO, PPS

18 3D gedruckte Werkzeuge Technische Anleitung

19 3D gedruckte Werkzeuge: Konstruktion Anpassungen für gedruckte WKZ + Entformschräge (5 ) Scharfe Kanten verrunden Anheben der Trennfläche Inset Entformschräge shut-of surfaces (5 ) (red) mm Rückseite Anheben der Trennfläche Shut-offs on hinge required no inset

20 3D gedruckte Werkzeuge: Konstruktion mm größer als Artikel Seitenwände 1 mm größer Rückseite 0.2 mm tiefer Bohrungen für Zentrierstifte Aufmass der Seitenwände 1mm Aufmass 20-25mm

21 3D gedruckte Werkzeuge: Konstruktion Inset shut-of surfaces (red) Shut-offs on hinge required no inset

22 3D gedruckte Werkzeuge: Konstruktion Auswerferseite Stifte Stahlstifte verwenden wenn: Längenverhätnis > 3:1 Bohrungen konstruieren für Stifte Bohrungen Stahlstifte bei Verhältnis 3:1 > 0.8 mm Mechanische Nachbearbeitung bei < 0.8mm Schwund Kein Schwundmaß

23 3D gedruckte Werkzeuge: Konstruktion Angusssysteme Anguss Zentraler Angusskanal (empfohlen) D= 5 8 mm* Seitlicher Anguss 2 3X größer als normal Stärke der Wand Tunnel und Punktanguß sind nicht zu empfehlen * Vergrößern bei: > 100 x 50 x 25 mm Wandung < 1 2 mm Kunstoffen mit hoher Viskosität oder gefüllten Materialien Angusskanal Seitlicher Anguss Breite = Wandstärke 5 8 mm

24 3D gedruckte Werkzeuge: Konstruktion Weitere Elemente Angusssysteme Keine Änderung keine Heißdüsen verwenden Düse Direkt Kontakt mit der Form vermeiden Verteiler für Anguss verwenden Anspritzpunkt ausserhalb der Form Undersize by mm

25 3D gedruckte Werkzeuge: Konstruktion Auswerferseite + Auswerfer Bohrungen für Auswerfer Untermaß mm Kühlsysteme Bohrungen für Auswerfer Nicht notwenig Kühlung ist nicht notwendig

26 Spritzgusswerkzeuge drucken: Vorbereiten der Daten Objet Studio Importieren der STL Daten Ausrichten Formkontur nach oben Druckrichtung entlang der Fließrichtung der Form Formkontur nach oben ausrichten Glossy Oberfläche Wenn möglich im HQ Modus drucken Ausrichtung der Formeinsatz entlang der Fließrichtung

27 Spritzgusswerkzeuge drucken: Empfohlene Druckmaterialien Drucker: Desktop / Eden Rigur FullCure 720 VeroClear Drucker: Connex3 Formeinsatz aus Digital ABS Digital ABS (RGD 515/535) Max. Standzeit Beste Ergebnisse bei komplexen Geometrien

28 Spritzgusswerkzeuge drucken: Oberflächenbearbeitung Entfernen des Supportmaterials Oberfläche schleifen & polieren Auswerfer (optional) Anschleifen (180/220 Körnung) Alle Oberflächen in Entformrichtung Vertikale Wände für bessere Entformung schleifen Sichtflächen(optional) Alle Oberflächen 180/220 Körnung gefolgt von 320/400 Körnung Sichtflächen nachbearbeiten wenn gewünscht

29 Spritzgusswerkzeuge drucken: Zusammenbau Setzen der Stifte Bohren und Reiben Tiefenanpassung Auswerfersystem Bohrungen aufbohren & Reiben Gleichmäßige Bewegungen Formeinsätze Fräsen der Seitenflächen Einsätze in Taschen einbringen Abstand von 0.2 mm zur Formplatte berücksichtigen Bohrungen aufbohren & Reiben Auswerfersystem einpassen

30 3D gedruckte Werkzeuge: Montage & Einrichten Montagemöglichkeiten Stammform (empfohlen) Großer Invest Erhöhte Bauteil Komplexität Verbesserte Formteilqualität Formplatten mit Auswerfer Mittlerer Invest Erhöhte Bauteil Komplexität Formplatten ohne Auswerfer Kleinster Invest Schnellste Methode Plate mount without Stammform ejection (empfohlen) Stahlplatten mit Auswerfer

31 Spritzgusswerkzeuge drucken: Montage Formplatte ohne Auswerfer Montage der Formen Fixieren der einzelen Platten Fixieren der Formhälften mit doppelseitigen Klebeband Montage der Formen Optional: Verschrauben der Einsätze

32 Spritzgusswerkzeuge drucken: Einstellungen Beginn Reduzierte Einstellungen um die Werkzeuglebensdauer zu maximieren Prozess Beginnen Sie mit sehr niedrigen Drücken und Temperaturen Probelauf Überprüfen Sie das Ergebnis Ändern der Einstellungen nach Bedarf. Probelauf zur Optimierung der Parameter

33 Spritzgusswerkzeuge drucken: Molding Adjustments PP 20% GF PA 6.6 GF 30

34 Spritzgießen: Kurze Zusammenfassung Entscheidende Erfolgsfaktoren: Anpassen der Einsätze & Spritzparameter Kühlen der Form zwischen den Zyklen 50 C Verwendete Kunstoffe mit: Niedriger Schmelztemperatur Gute Fließfähigkeit Vernünftige Bauteilgrößen

35 Spritzgießen: Kurze Zusammenfassung Vorteile Voll funktionsfähige Teile aus Serienmaterial Schnell und Kostengünstig Testlauf mit Serienähnl. Muster Kleinserienproduktion

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