Ihre eigene Kleinserie im 3D-Druck professionell gefertigt und in hoher Auflösung?

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1 Ihre eigene Kleinserie im 3D-Druck professionell gefertigt und in hoher Auflösung? Hier steht, wie's geht! etchit Modellbau Monika Seubert Karl-Lott-Str Waldbüttelbrunn Web: Mail: Fon: 0176/

2 Von SUPERFEIN bis SUPERSTABIL Oder: Für jede Anwendung die richtige 3D-Druck-Technik etchit -Modellbau fertigt Objekte auf seinen 3D-Druckern nach Ihren Wünschen und immer mit der jeweils passenden Technik. Die beiden wesentlichen Techniken im erschwinglichen 3D-Druck sind Druck mit Flüssigkunststoffen = Jet-Technologie = SUPERFEIN Druck mit abschmelzendem Kunststofffaden = FDM- Technologie (Fused Deposition Modeling) = SUPERSTABIL Jede Technik hat ihre Vorzüge; etchit -Modellbau kombiniert beide Techniken bei Bedarf auch miteinander und falls vom Kunden gewünscht mit Elementen, die in anderen Fertigungstechniken entstehen (Ätztechnik in Neusilberblech, Kunststoffteile in CNC-Frästechnik). 3D-Druck auf Basis von gelieferten Kundendateien mit Flüssigkunststoffen (Jet-Technologie) Grundsätzliches zum 3D-Druck in Jet-Technologie bei etchit: Das verwendete Modellmaterial VeroWhite Plus ist ein Flüssigkunststoff auf Acryl-Polymer-Basis in fast weißer Farbe. Modelle, die mit diesem Kunststoff gefertigt werden, haben eine matte Oberfläche und nehmen sehr gut Grundierung und Acryl-Lacke an. Lösemittel basierte Farben sind nicht zu empfehlen. Fettige oder schmierige Oberflächen, wie von anderen 3D-Druckmaterialien bekannt, treten hier nicht auf. Alle Modelle werden grundsätzlich aus zwei Materialien aufgebaut: Dem eigentlichen Modellmaterial und einem Stützmaterial. Beide Materialien werden über je einen Düsenkopf in 0,028 mm (=28 Mikron!) Stärke schichtweise aufgesprüht und nach jeder Schicht mit UV-Licht gehärtet. Das Stützmaterial ist notwendig, weil das Modellmaterial nicht sofort vollkommen fest ist, sondern erst im Laufe der nächsten 6 Druckvorgänge langsam aushärtet. Überall da, wo unterhalb des Modellmaterials später nichts ist, muss beim schichtweisen Aufbau Stützmaterial hin. Beispiel eines 3D-Testmodells: Da die nach oben gerichteten Streben an den Ecken nicht senkrecht stehen, sondern nach innen gerichtet sind, müssen sie mit Stützmaterial unterfüttert werden, damit sie nach dem Drucken nicht durchhängen oder brechen. Auch der schräge Balken längs in der Mitte der Figur muss unterstützt werden. Außerdem werden auch alle sonstigen Teile des Modells dünn mit Supportmaterial überzogen, um eine möglichst einheitliche Oberflächenstruktur zu ergeben. Whitepaper: 3D-Lohndruck Copyright by etchit 2014 Seite 2 von 8

3 Zur Verdeutlichung wurde in den beiden nächsten Grafiken das Modellmaterial in Blau gefärbt, um den Zusammenhang zwischen Modellmaterial und Supportmaterial besser zeigen zu können. Hier das Gerippe des eigentlichen Modells......und das hinzugekommene notwendige Stützmaterial, das die oben liegenden waagrechten Teile und die schrägen Streben trägt sowie alle Teile dünn umhüllt. Das zu fertigende Modell muss so konstruiert sein, dass das Stützmaterial ausgewaschen werden kann. Hohlräume müssen also eine möglichst große Öffnung haben. Ausgewaschen wird mit Wasser-Hochdruck (ca. 100 bar), auch dem muss die Konstruktion Rechnung tragen, damit feine Teile nicht vom Hochdruckwasserstrahl abgerissen werden. Auch hierzu ein konkretes Beispiel: Die Felgen der Räder für einen großen LKW im Maßstab 1:160 sollen zehn Radmuttern (Größter Durchmesser im Modell 0,43 mm) bekommen, wie sie bei starken LKW üblich sind (und nicht acht (gibt es bei kleineren LKW) oder gar nur sechs, wie bei vielen Spritzgussmodellen!). Whitepaper: 3D-Lohndruck Copyright by etchit 2014 Seite 3 von 8

4 Auf den ersten Blick scheint es logisch, die Radmuttern so zu konstruieren, dass sie gedruckt werden, wie in der abgebildeten Drucksimulation gezeigt. Das würde jedoch schief gehen, denn an den Stellen, wo die Radmuttern auf die Felge treffen (stellvertretend für alle 10 Stellen nur 2x mit einem Pfeil gekennzeichnet), reißen alle oder zumindest viele der erhabenen Bolzen ab. Grund ist, dass sich in der Vertiefung der Felge der Wasserdruck beim Auswaschen sehr stark verwirbelt und enorme Kräfte die ca. 0,4 mm durchmessenden Radmuttern unweigerlich beschädigen. Durch eine sehr einfache Ergänzung der Konstruktion bleiben die Radmuttern beim Auswaschen mit Wasser- Hochdruck erhalten. Dazu wird jedem Radbolzen ringsherum eine 45 Flanke hinzu gefügt, hier im Bild rot zu sehen. Der Druck des Wasserstrahls findet keine rechtwinklige Angriffskante mehr und die Teile werden nicht weg gerissen. Die Anbringung von 45 geneigten Flanken sollte immer dort erfolgen, wo die Gefahr besteht, das im 90 Winkel zueinander stehende Elemente dem Wasserdruck nicht standhalten könnten. Beispielsweise können die Bordwände einer Ladefläche eines LKW leicht abgerissen werden, wenn sie lediglich 0,6 mm stark und höher als etwa 2 mm sind. In der Innenkante, dort wo Bordwand auf die Ladefläche trifft, bietet sich wieder an, eine solche 45-Grad-Flanke anzusetzen. Wandstärken sollten 0,6 mm Stärke nicht unterschreiten, Details bis hinunter zu 0,2 mm Durchmesser sind klar erkennbar. Die Unterseite und die Oberseite eines fertigen Modells sind qualitativ sehr hochwertig und zeigen auch feine Details sehr gut. Die Seiten des Modells (also seitlich im Sinne der Laufrichtung der Sprühköpfe) zeigen immer leichte Streifen der aufeinanderliegenden Schichten. Diese leichten Unebenheiten können beim durch getrockneten Modell sehr einfach mit feinem Schmirgelpapier (ab 600er bis 1000er Körnung), feiner Diamantfeile oder Glasfaserradierer geebnet werden. Whitepaper: 3D-Lohndruck Copyright by etchit 2014 Seite 4 von 8

5 Design Vorgaben: Minimale Wandstärke senkrecht ohne stützende 1,0 mm Streben: Minimale Wandstärke senkrecht mit Streben: 0,6 mm Minimale Details erhaben und vertieft: 0,2 mm Austrittsöffnung hohler Bereiche: min. 1 x 1 mm, je tiefer die hohlen Bereiche, desto größer muss die Öffnung sein. In hohlen Bereichen zurückgebliebenes Stützmaterial ist wachsartig und kann mit einen geeigneten Werkzeug (Zahnstocher, Stahldraht) vorsichtig entfernt werden. Minimale Modellgröße: 10 x 10 x 3 mm (L x B x H) Maximale Modellgröße: 230 x 190 x 145 mm (L x B x H) Mehrere Teile in einer STL-/OBJ-Datei: Ja, aber alle Teile müssen verbunden sein, sonst gehen Sie beim Auswaschen verloren. Due minimale Größe eines Teils ohne dass es mit anderen durch Stege verbunden sein muss beträgt 30 x 20 x 10 mm. Verbindungsstege zwischen mehreren kleinen- Teilen in einer Datei: 1 x 1 mm, maximale Länge eines Verbindungssteges 10 mm, besser unter 5 mm Datei-Check: Sobald der Kunde seine STL-/OBJ-Datei hochgeladen hat, findet eine Eingangsprüfung der Konstruktion statt. Einfach zu behebende Fehler (Orientierung von Oberflächen stimmt nicht, Löcher in der Oberfläche etc.) werden im Rahmen der Auftragspauschale (siehe auch weiter unten) behoben. Danach erhält der Kunde die Auftragsbestätigung mit Endpreis inkl. der Portokosten per . Modelle/Konstruktionen, welche Fehler enthalten, die aufwändige Nacharbeit brauchen oder die nicht gefahrlos ausgewaschen werden können, werden nach der Eingangsprüfung abgelehnt. Wird die Datei als "Fertig zum Druck" befunden, wird der Druck begonnen, sobald der Auftragswert inkl. Portopauschale bei etchit eingetroffen ist. Druck und Versand erfolgen innerhalb von 10 Werktagen nach Zahlungseingang. Preis: Einige 3D-Druck-Service-Anbieter legen der Preisfindung den Preis je Kubikzentimeter (cm²) des verwendeten Materials zugrunde. etchit geht einen anderen Weg, der in vielen Fällen wesentlich günstiger vor allem für diejenigen Kunden sein dürfte, die nicht nur ein einzelnes Modell möchten, sondern mehrere Exemplare des gleichen Modells, beispielsweise als Grundlage für eine Kleinserie. Der Preis für den 3D-Druck setzt sich bei etchit aus folgenden 3 Komponenten zusammen: Auftragspauschale Menge des notwendigen Modell- und Stützmaterials Maschinenstundensatz Die Auftragspauschale wurde bereits unter dem Punkt Datei-Check genannt. Sie fällt pro angeliefertem STL-/OBJ-File an und beinhaltet den Daten-Check und die Reparatur einfacher Fehler. Die Menge des notwendigen Materials errechnet das Steuerprogramm der Drucker-Software auf Basis des geladenen Kundenmodells in der STL-/OBJ-Datei. Der Maschinenstundensatz ist fix und basiert auf den Geräte- und Betriebskosten. Der Preis für Lohndruck auf einer 3D-Druckmaschine ist abhängig von Anzahl und Größe der/des Modelle/Modells. Die Druckzeit richtet sich in hohem Maß nach der zu druckenden Höhe (schichtweiser Aufbau mit je 0,028mm pro Druckvorgang). Whitepaper: 3D-Lohndruck Copyright by etchit 2014 Seite 5 von 8

6 Genauer zeigt dies ein konkretes Beispiel: Der folgende LKW im Maßstab 1:160 soll als Beispiel zu 1 Exemplar gedruckt werden. Maße in mm: 56,7 x 16,2 x 18,2 (L x B x H) Räder, Kabine und Chassis sind der Einfachheit miteinander verbunden. Im Steuerprogramm des Druckers wird die Datei platziert und es werden Material und Druckzeit errechnet. Die Druckzeit beträgt für dieses Modell 2 Stunden und ist der Hauptanteil des Endpreises. Zusammen mit Material und Auftragspauschale beträgt der Endpreis (inkl. 19% MwSt.) für einen einzelnen LKW 27,50. Nicht gerade ein Schnäppchen, aber in dieser Preislage wird sich so ein Modell bei allen 3D-Druck- Anbietern belaufen, wenn gleichwertiges hochauflösendes Material Verwendung findet. Modell wird 6 platziert. Als Gegenrechnung sollen jetzt 6 Stück, statt eines einzelnen LKW gedruckt werden. Die Druckzeit beträgt nun 2,6 Stunden, Auftragspauschale bleibt die gleiche, Material ist 6fache Menge. Mit diesen Vorgaben für die 6 gedruckten LKW-Modelle kommt ein Einzelexemplar dann auf 9,75, was weit unter dem Preis vieler anderer Anbieter für ein N-Spur-LKW-Modell liegen dürfte. Noch mehr Exemplare senken den Einzel-Preis weiter, allerdings nur noch moderat. Modelle in dieser Größe müssen nicht durch Stege verbunden sein, denn die einzelnen Exemplare sind groß genug, um nicht Gefahr zu laufen, in der Auswaschanlage spurlos zu verschwinden. Hoffentlich konnte das etchit-team Sie ein bisschen neugierig machen! Whitepaper: 3D-Lohndruck Copyright by etchit 2014 Seite 6 von 8

7 Sie möchten eine Kleinserie realisieren? Senden Sie uns Ihre STL-/OBJ-Datei per Mailanhang oder wenn es sich um sehr große Datenmengen handelt mailen Sie uns und wir senden Ihnen die Zugangsdaten zu unserem Kunden-FTP-Server. Mit freundlichen Grüßen, Ihr etchit -Team Zur Information: Selbstverständlich werden Ihre Konstruktionsdaten ausschließlich für die Berechnung und Fertigung Ihrer Modelle verwendet. Mit der Übertragung Ihrer Datei(en) erklären Sie gleichzeitig, dass Sie alle Rechte an dem/den in dieser Datei enthaltenen Modell/en besitzen und befreien etchit von jeder Verpflichtung, eine eventuelle Urheberrechtsverletzung überprüfen zu müssen. Dateien, die Modelle enthalten, welche eindeutig gegen die guten Sitten verstoßen, oder bei denen eine Urheberrechtsverletzung offensichtlich ist, lehnt etchit zur weiteren Verarbeitung ab. Alle in diesem Dokument genannten Preise beziehen sich auf ein spezifisches Modell, wie gezeigt. Andere Wandstärken, Kontruktionsmerkmale und die jeweils erforderliche Menge an Stützmaterial bestimmen bei jedem Objekt den eigentlichen Preis, den wir Ihnen gerne individuell nennen. Whitepaper: 3D-Lohndruck Copyright by etchit 2014 Seite 7 von 8

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