Prüfungsfragen Rapid Prototyping
Nenne alle Rapid Prototyping-Verfahren mit Abkürzung und Namen, die industriell genutzt werden.
- Stereolithographie {SL}
- Lasersintern {SLS}
- Schicht- ( Laminat- ) Verfahren {LLM}
- Extrusions-Vrfahren {FLM}
- 3D- Printing {3DP}
Wie wird aus einem CAD Modell ein RP Modell?
- vollständiges CAD Modell
- Zerlegung des CAD Modell in viele gleich dicke Schichten (etwa 0,1mm)
- Prototyper erstellt Schicht für Schicht ein 3D Modell
- Das Modell kann/muss nachbehandelt werden
Wie erfolgt die Formgebung bei Rapid Prototyping Verfahren?
- durch Aneinander- und Aufeinanderfügen von Volumenelementen
Vorteile eines realen (RP) Modells gegen über eines CAD Modells
Vorteile
– kann Angefasst werden
– Belastbar
– Ein- und Ausbauversuche
– Sonstige Test
CAD Modell kann nur digital betrachtete werden
Stereolithographie Bestreibung
Stereolithographie ist das Verfahren mit der höchsten Detaillierung, den besten Oberflächen und der höchsten Genauigkeit.
Die Modelle entstehen von unten nach oben auf einer Plattform die nach jeder Schicht sich absenkt. Die Modelle Entstehen durch Verfestigung eines Monomers durch einen ultravioletten Laser (Photopolymerisation). Das Modell wird nur zu 95% polymerisiert und muss nach verfestigt und an schließend mit Lösungsmitteln gereinigt werden.
Stereolithographie :
- Verfahren
- Materialien
- Vorteile
- Nachteile
Verfahren:
- Lokale Verfestigung eines Monomers durch einen Laser
Material:
- Epoxydharze
- Acrylate
Vorteile:
- Hoher Detaillierungsgrad
- Beste Oberflächen
- Hohe Genauigkeit
- Schalen Bauteile
- Geringe thermische und mechanische Belastbarkeit
- Stützen müssen angebracht und wieder entfernt werden
Lasersintern
Pulver (meist 50µm große Partikel) werden von einem Laser lokal aufgeschmolzen. Nach dem Abkühlen sind sie verbunden. Das Pulverbett wird in der Schichtdicke Abgesenkt und eine neue Pulverschicht aufgetragen. Danach wird die neue Schicht mit dem Laser abgefahren. alte- und neue Schicht werden auf geschmolzen.
Das Modell muss nach dem Bauprozess vom losen Pulver befreit werden
Lasersintern :
- Verfahren
- Material
- Vorteile
- Nachteile
Verfahren :
- lokales Aufschmelzen von pulverförmigen Thermoplasten; Schichtbildung nach Erstarrung
Materealien:
- Polyamide
- Polystyrol
- Polycarbonate
- Metal
- Sand
Vorteil:
- Hohe mechanische Belastbarkeit
- Keine Stützen
- Schnappkonstruktionen und Filmscharniere
Nachteil:
- raue Oberflächen
- geringe Detaillierungsgrad
Schicht- (Laminat) Verfahren
Beim Schicht Laminta Verfahren werden die Schichtenkonturen mittels eines Lasers oder eines Schneidplotters ausgeschnitten und automatisch aufeinander geklebt.
Schicht Laminat Verfahren:
- Verfahren
- Material
- Vorteile
- Nachteile
Verfahren:
- Ausschneiden von Sichtkonturen aus Folien und Automatischen auf einander kleben
Material:
- Papier
- ( Keramik, Metall )
Vorteile:
- Hohe Druckbelastbarkeit
- Geringer Materialpreis
- Meist Papier (wie Holz)
- geringe Detaillierungsgrad
- richtungsabhängige Eigenschaften
Extrusions-Verfahren
Modelle werden Erzeugt durch lokales Aufschmelzen und anschließenden extrudiren von thermoplastischen Materialien. Es werden meist Drahtförmige thermoplastische Materialien in einer Düse aufgeschmolzen und durch diese auf ein Bauteil schicht weise extrudiert. Meist müssen Stützen nach dem Bauen entfernt werden.
Extrusions- Verfahren:
- Verfahren
- Material
- Vorteile
- Nachteile
Verfahren:
- Aufschmelzen von drahtförmigen Thermoplasten in beheizten Düsen
Material:
- Thermoplasten
- Wachs
Vorteile:
- Hohe mechanische Belastbarkeit
- Mehrfarbige Modelle
- Kein Beeinträchtigung der Umwelt (bürotauglich)
Nachteile:
- Teures Material
- Geringer Detaillierungsgrad
- Stützen
3D-Printing
3D-Printing ist ein patentiertes und lizenziertes Pulver-Binderverfahren. Auf eine Pulver-Binderschicht wird mit einem Druckkopf wasserbasierende Tinte gedruckt. Der Binder reagiert mit dem Wasser und wird fest. Der Boden wird abgesenkt und aus einem Vorradsbehälter wird eine neu Schicht aufgebracht.
Nach der Modellbildung ist das Modell sehr zerbrechlich und muss infiltriert werden.
- Verfahren
- Material
- Vorteile
- Nachteile
Verfahren:
- Einspritzen von wasserbasierenden Flüssigkeiten in Pulver
- Gestaltfestigkeit durch infiltrieren (Wachse, Epoxydharze)
Material:
- Stärke /Wasser
- Gips-Keramik/Wasser
- Metall
Vorteile:
- Kurze Bauzeit
- Geringer Materialpreis
- Preiswerte Modelle
Nachteile:
- sehr geringer Detaillierungsgrad
- sehr schlechte Oberflächen
- muss Infiltriert werden
- Keine vergleichbaren technischen Werkstoffe
Was muss für die Fertigung eines RP-Bauteils vorhanden sein?
Die Fertigung erfolgt:
- Nur auf der Basis von 3D-Datensätzen (CAD)
- Einsetzbar in jeder Phase der Produktentwicklung
Nenne die RP Prozesskette
CAD => STL=> Generativer Bauprozess
Eigenschaften Prototyper
Die Fertigung erfolgt:
- in wenigen Stunden
- ohne Bauteil-spezifische Werkzeuge
- aus Prozess-spezifischem Material