3. TechnologieDialog Südwestfalen 3D Druck, wohin geht die Reise? Lüdenscheid 23.03.2015 Praxisbeispiele der Fa. Canto Ing. GmbH Lüdenscheid Hagen Tschorn I Geschäftsführer
Kurzvorstellung der Firma Canto Ing. GmbH Gegründet 1994 32 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 23 58515 Lüdenscheid
Kurzvorstellung der Firma Canto Ing. GmbH Auf 1.000 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 23 58515 Lüdenscheid
3D-Drucken (Rapid Prototyping) Generative Fertigung von Werkstücken aus formlosem Material.
Historie - 1981 Grundgedanken zur Stereolithografie - 1984 Erteilung des Patents auf die Verfestigung eines flüssigen Polymers durch Polymerisation - 1986 Erteilung des Patents für den Stereolithografieprozess (die erste Maschine wurde 1988 von 3D-Systems veröffentlicht) - 1987 Beschreibung Oberfläche von Körpern mittels STL-Format - 1987 Veröffentlicht Dr. Charles Deckard USA, das Verfahren Selektive Laser Sintering, SLS - (die erste Maschine wurde 1992 von DTM veröffentlicht) Quelle: Internet diverse
Historie - 1988 Fused Depositon Modeling (FDM) Verfahren (1. Maschine 1991) - 1988 Patent für Laminated Object Manufacturing (LOM) - 2002 Concept Laser verkauft die ersten Laser-Cusing-Maschinen - 2004 Trumpf mischt kurzzeitig den SLM-Markt auf - 2005 Voxeljet bringt seine erste Maschine auf den Markt - 2006 Sintermask versucht sich erstmalig auf den Markt Quelle: Internet diverse
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
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
Was ist STL Kurz zur Aufklärung: nur ein Dateiformat - Dahinter verbergen sich triangulierte Flächen eines Körpers Quelle: Internet
Selektiver Aufbau Ein 3D- Modell wird in Scheiben geschnitten und Scheibe für Scheibe gebaut Quelle: http://www.exchange3d.com/cubecart/images/uploads/aff1985//bread.jpg Quelle: http://code.google.com/p/wxblackcat Quelle: Internet
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 3 4 1 1 1 4 Quelle: Internet / www.objet.de
Objet-Polyjet-Verfahren Quelle: Internet / www.objet.de
Objet-Polyjet-Verfahren (1K & 2K) Quelle: Internet / www.objet.de
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 3 4 2 2 4 3 Quelle: http://production3dprinters.com/sla/stereolithography
STL (Stereolithografie) Quelle: 3D-Systems
STL (Stereolithografie) Quelle: 3D-Systems
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 1 2 3 3 3 2 Quelle: http://www.eos.info/de/produkte/systeme-zubehoer/kunststoff-laser-sinter-systeme.html
SLS (Selektives Lasersintern)
SLS (Selektives Lasersintern)
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 4 1 3 3 2 3 Quelle: http://www.fortus.com/products/fortus-900mc.aspx
FDM (Fused-Deposition-Modeling)
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 4 1 3 2 2 1 Quelle: http://www.voxeljet.de/services/produkte/voxeljet-dienstleistung/
Voxeljet (technology GmbH) Quelle: Voxeljet.com
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: http://www.zprinter.de/german/html/prototyping-3d-drucker/homepage.html
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 1 1 3 2 1 5 Quelle: http://www.eos.info/produkte/systeme-zubehoer.html
Metalllasersintern (SLM - Selective Laser Melting)
Metalllasersintern (SLM - Selective Laser Melting)
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 1 5 4 4 3 2 Quelle: http://www.rtc-germany.com/lom/lom_verfahren.html
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 3 5 1 1 1 5 Quelle: http://envisiontec.com/materials/?lang=de
DLP-Printing (Digital Micromirror Device) Quelle: http://envisiontec.com/materials/?lang=de
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 2 2 1 1-2
Vakuumguss der Aufbau Quelle: Canto
Vakuumguss die Maschine Quelle: www.schuechl.de
Vakuumguss Quelle: Bauhausuniversität Weimar
Vakuumguss Quelle: Bauhausuniversität Weimar
Vakuumguss das Ergebnis 2K Teile hart & weich Quelle: Canto, Fanflash.com
Vakuumguss Quelle: bumm.de
Vakuumguss das Ergebnis Quelle: bumm.de
Vakuumguss Quelle: eickhoff-bochum.de
Vakuumguss Quelle: eickhoff-bochum.de
Vakuumguss Quelle: Canto
Werkzeugbau die Maschine eine von vielen
Werkzeugbau Metalllasersintern Einsätze & konturnahe Kühlung
Werkzeugbau Metalllasersintern konturnahe Kühlung
Werkzeugbau Metall-Laser-Sintern der Kühlkern
Rapid Tooling morgen Quelle: Stratasys GmbH
Rapid Tooling morgen Quelle: Stratasys GmbH
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Canto mit Leidenschaft und Anspruch an Technik, Formen und Produkten. Mehr Informationen unter: www.prototypen.de www.werkzeugbau.do Canto Ing. GmbH Kalver Straße 23 58515 Lüdenscheid