Neue Möglichkeiten in Kunst und Industrie durch "3D-Druck"?

Transkript

1 Neue Möglichkeiten in Kunst und Industrie durch "3D-Druck"? Dipl. Ing. (FH) Daniel Schmidbauer Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Blöchl Dipl.- Ing. (FH) Daniel Schmidbauer 1

2 Agenda Aktivitäten an der OTH-AW Labor Werkzeugmaschinen 3D Scanning und Datenaufbereitung Modell bearbeiten und slicen Modell drucken und abformen Zusammenfassung und Fazit Dipl.- Ing. (FH) Daniel Schmidbauer 2

3 Labor Werkzeugmaschinen der OTH Amberg-Weiden, Abt. Amberg Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Blöchl Laboringenieur: Dipl.-Ing. (FH) Michael Schneider Wissenschaftlicher MA: Dipl.-Ing. (FH) Daniel Schmidbauer M.Eng. Christoph Haller Kontaktadresse: OTH Amberg-Weiden z. Hd. Herrn Prof. Dr. Blöchl Kaiser-Wilhelm-Ring Amberg Telefon: 09621/ Fax: 09621/

4 Schwerpunkte: Amberger Werkzeugmaschinenlabor Spanende Fertigung 3D-Druck Digitale Produktion 5-Achsfräsen Werkzeugmaschinen Koordinatenmesstechnik Technologietransfer Innovationsnetzwerke

5 Technologietransfer Werkzeugseminare im Internet Die ersten 9 Treffer bei der Google Suchabfrage Werkzeugseminar (Abruf: , 20:47 Uhr) Erster Treffer stabil seit 5 Jahren Über 4000 Teilnehmer haben an Technologietransferveranstaltungen von Prof. Blöchl teilgenommen Link:

6 Innovationsnetzwerk

7 Kennzahlen Gesamtprojektsumme: Förderanteil [ ]: Förderanteil Forschung [%]: 100% Förderanteil Gesamtprojekt [%]: 70% Drittmittelanteil [ ]: Drittmittelanteil [%]: 30% Investitionsmittel: Wiss. Mitarbeiter in Vollzeit: 5 Technische Mitarbeiter 2 Projektlaufzeit: 6 Jahre Art des Projektes: Fakultätsübergreifendes Projekt der Fakultäten EMI und MB/UT Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Blöchl Gefördert durch: Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie

8 Teilprojekte Teilprojekt 1: Entwicklung eines Expertensystems zur Bewertung und Weiterentwicklung innovativer Fertigungsverfahren und Materialien Verantwortlich: Teilprojekt 2: Entwicklung von Methoden zur Effizienzsteigerung in der Modellerstellung für die digitale Fabrik Verantwortlich: Prof. Dr.-Ing. Matthias Wenk Teilprojekt 3: Dezentrale Low Cost -Steuerungen und echtzeitfähiges Industrial Ethernet für Industrie 4.0 Anwendungen im Rahmen von KMU Projekten Verantwortlich: Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Schmidt Teilprojekt 4: Entwicklung neuartiger Bedienkonzepte zur Steuerung und Überwachung von digitaler Produktion Verantwortlich: Prof. Dr. Dieter Meiller

9 im Internet

10 Beispiel: Prozesskette Reverse Engineering 3D Druck Messen der Bauteile Optische Messverfahren Fertigteil messen Bauteil Drucken 3D Drucker Punktewolke Schließen von Löchern Slicen Filtern/ Glätten Stützstukturen Parameter Vernetzen/ Flächenrückführung Datenübernahme Nachbearbeiten Datenaufbereitung Programmierung Daniel Dipl.- Ing. (FH) Daniel Schmidbauer

11 Mobiler Messarm Foto: Hexagon Hexagon Romer Infinite SC Modell: 5024SC Messbereich: 2.400mm Durchmesser Wiederholgenauigkeit: ±0,020 mm 3D Längenmessunsicherheit: ±0,040 mm Anzahl Achsen: 7 Sensoren: - Taktil - Laserliniensensor Scanworks V5 - Profildichte: 7640 Punkte/Linie - Scan Rate: Punkte/s - Messgenauigkeit: 0,024mm 2σ (Eckentest) - Messabstand 100mm - Sichtfeld: 140 x 110 mm - minimale Auflösung: 12µm Demoanwendung: Rüstoptimierung von Fräsmaschinen Zul. Umgebungstemperatur: 0ºC 46ºC (± 1,5ºC/h) Software: PC DMIS und Polyworks Inbetriebnahme: 2008 Foto: Hexagon

12 Das Scannen des Objekts schafft eine digitales Modell. 3D Scanning Vorhandene Bauteilgeometrie digitalisieren Datenaufbereitung Punktewolke zu Facetten-Modell vernetzen Dipl.- Ing. (FH) Daniel Schmidbauer 12

13 Die digitale Bearbeitung ermöglicht ein skalieren und modellieren des Objektes. 3D-Modell bearbeiten Bauteilgeometrie skalieren und modellieren Slicen Modell in Schichten schneiden Dipl.- Ing. (FH) Daniel Schmidbauer 14

14 Druck einer Gießform oder direkter Druck des Duplikates 3D-Modell drucken Schichtweiser Aufbau des Modells Invertieren, Form 3Ddrucken und gießen Dipl.- Ing. (FH) Daniel Schmidbauer 15

15 EOS P 350 seit 2000 hochgerüstet auf Stand P360 Technische Daten der EOS P 360 Nutzbares Bauvolumen: 340 x 340 x 620 mm Baufortschritt (werkstoffabhängig) mm Bauhöhe / h Schichtdicke (werkstoffabhängig) 0,1 0,2 mm Stützkonstruktionen: nicht erforderlich Lasertyp: CO 2, 50W Präzisionsoptik F-Thetalinse Scangeschwindigkeit 5 m/s Stromanschluss 32 A Leistungsaufnahme (typisch) 2 kw Schutzgas: Stickstoff Datenaufbereitung: PC, Windows 95, Windows NT Software: EOS RP Tools, Magics / Materialise Datenschnittstelle zu CAD: STL, CLI Netzwerk: Ethernet

16 FDM Drucker Renkforce RF 1000 und RF2000 Anlagengröße: 410mm x 375mm x 500mm max. Bauvolumen: RF1000: 245mm x 230mm x 200mm RF2000: 230mm x 180mm x 200mm Schichtstärken: 0,05 bis 0,3 mm Gehäuse: Aluminium Achsen: Kugelumlaufschienen und Kugelumlaufgewinde Genauigkeit ± 0,01 mm der Achsen Max. Gew mm/sek. Düsen Ø: 0,3 / 0,4 / 0,5 / 0,8 mm Extruder: Dualextruder Druckplatte: Keramik, 450 W Leistung Extrudertemp: 120 bis 270 C Druckplattentemp: 55 bis 160 C Materialien: PLA, ABS, PVA, HIPS, FLEX Schnittstellen: USB 2.0 und SD-Kartenleser Software: Cura, RepetierHost, weitere

17 Fabbster 3D-Drucker made in Oberpfalz Technische Daten: Anlagengröße: 590mm x 470mm x 540mm max. Bauvolumen: 225mm x 225mm x 210mm Schichtstärken: frei wählbar; vordefinierte Standards: FINE 44µm, STANDARD 88µm, CONCEPT alle Achsen linearkugelgelagert, Schrittmotoren max. Leistung: primär ~110V-240V sekundär 24V max. Geschwindigkeit: 600 mm/sek. Extruderleistung: 70W / 150 Gramm/Std. Extrudertemperatur: max 300 C Extruder: Hartmetall-Kompaktdüse Präzisionsbohrung 0,4mm Materialien: ABS, FLEX, LIKE WOOD, PLA Software: fabb Engine für fabbster erreichbare Genauigkeit: ca. 0.1mm oder 0.4% vom Sollmaß (material- u. geometrieabhängig) minimale Wandstärke: 0.4mm Düse Verfügbar seit Juli

18 Die Übersicht verdeutlicht die Duplikation von realen Gegenständen mit Hilfe des 3D-Drucks Original scannenn CAD-Modell bearbeiten und skalieren Duplikat slicen und ausdrucken Duplikat Abformen, nachbearbeiten, etc Dipl.- Ing. (FH) Daniel Schmidbauer 19

19 Fazit Berührungsloses, zerstörungsfreies Scannen von komplexen Geometrien möglich Erhalt von antiken Gegenständen durch Ausstellung von originalgetreuen Duplikaten Digitale Nachbearbeitung und Skalierung des Objektes leicht möglich Bessere Visualisierung der Gegenstände durch virtuelle oder gedruckte Schnittansichten Durch Digitalisierung der Objekte besteht die Möglichkeit einer virtuellen Kunstausstellung Dipl.- Ing. (FH) Daniel Schmidbauer 20

20 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Dipl.- Ing. (FH) Daniel Schmidbauer 21