3DDrucker.de

Pulververfahren

Gemeinsam haben alle 3D Drucker, die mit dem Pulververfahren (auch Pulverbettverfahren genannt) arbeiten, dass das Baumaterial im Rohzustand pulverförmig vorliegt

Im Bauraum, der aus einer Art Wanne besteht, wird im ersten Schritt jeweils eine Schicht dieses Pulvers aufgetragen und im zweiten Schritt mit Hilfe von Bindemittel oder auch durch Einwirkung von Energie (erhöhte Temperatur) gefestigt. Dabei wird das Bindemittel bzw. die Energie nur an den Stellen dem Pulverbett zugeführt, wo das Modell in der jeweiligen Schicht entstehen soll.

Danach wird die Bauplattform um eine Schichtstärke abgesenkt und die nächste Pulverschicht wird aufgetragen.
Die Stützfunktion wird vom ungebundenen Pulver übernommen, wobei je nach Material und Objekt trotz des stabilisierenden Pulverbettes Stützkonstruktionen erforderlich sein können. Das überschüssige Pulver muss am Ende des Druckprozesses entfernt werden. Je nach Material und Qualitätsanforderungen kann ein Teil des Pulvers für den nächsten 3D Druck verwendet werden.

Varianten des Pulververfahren als 3D-Druckverfahren

Im 3D-Druck gliedert sich das Pulververfahren in die folgenden Druckverfahren

  • Binder Jetting
  • Selective Laser-Sintering / Laser-Sintern (SLS)
  • Selective Laser-Melting / Selektives Laserschmelzen (SLM)
  • Selective Heat-Sintering (SHS)
  • Electron Beam-Melting / Selektives Elektronenstrahlschmelzen (EBM)

Binder Jetting

Beim Binder Jetting, einem speziellen Pulververfahren, wird auf die jeweilige Schicht des Pulvermaterials ein Bindemittel aufgetragen. Die Druckköpfe, die dieses Bindemittel gezielt auf der Pulverschicht verteilen, arbeiten ähnlich einem gewöhnlichen Tintenstrahldruckkopf.
Üblicherweise wird Gips als Baumaterial eingesetzt, es gibt allerdings bereits auch andere Materialien, wie verschiedene Kunststoffe, Keramik und Metall.
Da die Bauteile am Ende nicht sehr stabil sind, können diese in weiteren Arbeitsgängen infiltriert werden, was zu einer Erhöhung der Festigkeit führt.
Über den Einsatz von farbigem Bindemittel ist es möglich, auch mehrfarbige Modelle zu drucken.
Modelle aus Materialien wie Keramik oder Metall können in einem Postprozess gesintert werden. Dadurch wird das Bindemittel ausgetrieben. Dabei kommt es in der Regel zu einem unkontrollierten Schrumpfen des Objektes.

Selective Laser-Sintering / Laser-Sintern (SLS)

Unter Sintern versteht man generell das Erhitzen von in Form gebrachten, körnigen oder pulverförmigen Materialien, die durch den Sinter-Prozess miteinander eine feste Verbindung eingehen ohne dass das Material komplett geschmolzen wird. Beim Selective Laser Sintering, auch einfach Laser-Sintern genannt, erfolgt die Energiezufuhr über einen Laserstrahl, der quasi punktweise (selektiv) das Material erhitzt.
Das Ausgangsmaterial selbst kann mit einem Bindemittel versetzt sein, welches dann durch das Erhitzen ausgeschmolzen wird oder die reinen Materialpartikel verschmelzen in den Randbereichen. Ein spezielles Laser-Sinter-Verfahren ist das Mikro Laser-Sintern, dabei werden Schichtdicken von 1µm bis 5µm erzeugt.

Selective Laser-Melting / Selektives Laserschmelzen (SLM)

Im Gegensatz zum Selective Laser-Sintering (SLS) wird beim Selective Laser-Melting bzw. Selektivem Laserschmelzen über einen Laserstrahl deutlich mehr Energie in das Pulverbett eingebracht, so dass an den betroffenen Stellen eine echte Materialschmelze entsteht. Damit entsteht im Vergleich zum SLS-Verfahren ein homogeneres Objekt mit höherer Dichtheit. Die höhere thermische Belastung bringt allerdings auch Nachteile mit sich. So sind eventuell Stützgeometrien erforderlich und eventuell muss durch Änderung der Konstruktion für eine schnellere Wärmeableitung gesorgt werden. Entwickelt wurde diese Verfahren im Wesentlichen durch das Fraunhofer Institut für Lasertechnik in Aachen und Herr Dr. Fockele und Dr. Schwarze. Umgesetzt wurde dieses Verfahren für die kommerzielle Nutzung durch die SLM Solutions GmbH.

Selective Heat-Sintering (SHS)

Beim Selective Heat-Sintering wird entweder ein Gemisch aus dem eigentlichen Baumaterial und einem Bindemittel oder aber ein von Bindemittel umhülltes Pulver bzw. Granulat selektiver Wäre ausgesetzt. Diese Wäre wird dabei im Gegensatz zum SLS-Verfahren nicht punktuell über einen Laser, sondern eher flächig erzeugt. Mit einer Art Druckkopf, der diese Wärme erzeugt, wird beim Überfahren des Druckbettes das Bindemittel geschmolzen.
Derzeit gibt es dieses Verfahren nur für thermoplastische Kunststoffe und stellt damit im Bereich des Sinterns eine deutliche Einschränkung dar.

Electron Beam-Melting / Selektives Elektronenstrahlschmelzen (EBM)

Beim Electron Beam-Melting bzw. Elektronenstrahlschmelzen wird, ähnlich wie beim Selective Laser-Melting (SLM) eine hohe Energie eingebracht, die zum Schmelzen des Baumaterials führt. Die Energiezuführung geschieht nicht über einen Hochleistungslaser, sondern über einen starken Elektronenstrahl, der mittels starken Magnetspulen passend abgelenkt und damit positioniert wird. Der Prozess des Electron Beam-Meltings muss unter Hochvakuum ablaufen. Dies begrenzt deutlich den Bauraum der Geräte, die mit dem Selektiven Elektronenstrahlschmelzen arbeiten.

 
Beratung zum passenden 3D Druckverfahren anfordern

Durch die weitere Nutzung der Seite stimmst du der Verwendung von Cookies zu. Weitere Informationen

Die Cookie-Einstellungen auf dieser Website sind auf "Cookies zulassen" eingestellt, um das beste Surferlebnis zu ermöglichen. Wenn du diese Website ohne Änderung der Cookie-Einstellungen verwendest oder auf "Akzeptieren" klickst, erklärst du sich damit einverstanden.

Schließen