3D-Druck

  • Der 3D-Druck ist ein additives Fertigungsverfahren. Das bedeutet, ein Bauteil wird Schicht für Schicht aufgebaut. Die additive Fertigung bietet zahlreiche Vorteile: Der Materialverlust entfällt, die Flexibilität nimmt zu und der 3D-Druck ist gerade bei geringer Stückzahl oder individualisierten Produkten günstiger als herkömmliche Fertigungsverfahren. Mittlerweile gibt es über ein Dutzend verschiedene Verfahren und die möglichen Druckmaterialien reichen von Kunststoff und Metall über Beton bis hin zu Lebensmitteln.


    Im Digitalisierungszentrum bieten wir Ihnen die Möglichkeit sich im Bereich 3D-Druck tiefergehend zu informieren und das Verfahren selbst auszuprobieren. Durch gezielte Informationsvermittlung in Form von Abendveranstaltungen, Aktionstagen und Workshops können Sie Know-How für Ihr Unternehmen aufbauen und vertiefen.

     

Möglichkeiten des 3D-Drucks

  • Prototypen

    Es können Konzept- und Funktionsmodelle schon nach wenigen Stunden evaluiert und anschließend angepasst werden.  Durch den 3D-Druck gelingt die Umwandlung von der CAD-Datei zum fertigen Prototyp ohne Gussformen oder andere Werkzeuge.

  • Hilfsmittel

    Generische Halterungen, unpassende Greifer, freiliegende Kabel und andere Gefahrenbereiche: Dies sind nur ein paar Beispiele für alltägliche Optimierungspotentiale in Unternehmen. Mit Hilfe des 3D-Drucks können Hilfsmittel, Arbeitsumgebungen und somit ganze Prozesse verbessert werden.

  • Endprodukte

    Gerade bei Kleinserien, individualisierten Produkten und organischen Formen lohnt sich der 3D-Druck als Produktionsverfahren. Bisher hat vor allem die Medizinbranche diesen enormen Vorteil für sich entdeckt.

3D-Druck Materialien im Vergleich

  •   PLA ABS PETG TPE Nylon
    Kosten ++ ++ + + +
    Bruchfestigkeit + - + -- ++
    Bauteilsteifigkeit + + + -- +
    Widerstandsfähigkeit und Haltbarkeit - + - ++ ++
    Temperaturbeständigkeit -- + - - +
    Druckbarkeit ++ + ++ - +
    Einsatzgebiete PLA (Polylactide) ist aufgrund seiner einfachen und guten Druckbarkeit sowie den niedrigen Kosten eines der Standardmaterialien im 3D-Druck Bereich.

    ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) ist ebenfalls ein kostengünstiges Material, welches sich gut für robuste und langlebige Bauteile eignet, welche hohen Temperaturen standhalten können.

    Filament aus PET/G (Polyethylenterephthalat) ist einfach zu drucken, liefert eine glatte Bauteiloberfläche und ist wasserbeständig.

    TPE (Thermoplastic elastomers) ist bekannt für dessen Elastizität, welches das Bauteil dehnbar und biegsam macht.

    Nylon ist ein robustes und halb-flexibles Material, welches eine hohe Schlagzähigkeit und Abriebfestigkeit aufweist. Es wird daher speziell für widerstandsfähige Bauteile eingesetzt.

     

  •   PC PP CFF HIPS ASA
    Kosten - -- - ++ +
    Bruchfestigkeit ++ - - -- +
    Bauteilsteifigkeit + - ++ ++ +
    Widerstandsfähigkeit und Haltbarkeit ++ ++ -- + ++
    Temperaturbeständigkeit ++ + - + +
    Druckbarkeit - -- + - +
    Einsatzgebiete PC (Polycarbonate) ist bekannt für die Festigkeit und Langlebigkeit des Materials. Es liefert eine sehr hohe Hitze- sowie Schlagresistenz. Es eignet sich daher für den Einsatz in rauen Umgebungen. PP (Polypropylene) ist gut geeignet für Anwendungen mit hoher Taktzahl aber mit geringer Belastung, da es eine hohe Resistenz gegen Materialermüdung aufweist und halbflexibel sowie leichtbaugeeignet ist. CFF (Carbon Fiber Filament) ist mit kurzen Kohlenstofffasern durchzogen, welche die Härte sowie die Steifigkeit des Ausgangsmaterials erhöhen. HIPS (High Impact Polystyrene) löst sich in Wasser auf und wird daher meist als Material für Stützstrukturen eingesetzt. Aber das Material eignet sich aufgrund seines geringen Gewichts und seiner Bauteilsteifigkeit auch für Applikationen im Leichtbau.

    ASA (Acrylester-Styrol-Acrylnitril) stellt eine Alternative zum ABS Filament dar und eignet sich besonders für den Außenbereich da es eine hohe UV- und Temperaturresistenz aufweist.

     

3D-Druckverfahren

Es existieren über ein Dutzend verschiedene Verfahren in der additiven Fertigung. Hier haben wir für Sie die sechs wichtigsten Verfahren vorgestellt, viele andere Verfahren bauen auf diese auf oder sind Abwandlungen davon. Auch können mit diesen Herangehensweisen verschiedenste Materialien verarbeitet werden.

  • FDM

    Das wohl bekannteste Druckverfahren – hier wird ein Kunststofffaden, das sogenannte Filament, in einer Düse erhitzt und anschließend schichtweise aufeinandergelegt. Die festgelegte Struktur wird von unten nach oben auf ein (meist beheiztes) Druckbett aufgetragen. FDM stellt ein einfaches und kostengünstiges 3D-Druckverfahren dar und eignet sich daher auch perfekt für Einsteiger.

  • SLS

    In einem Puderbett werden einzelne Puderpartikel durch die hohe Temperatur eines Laserstrahls miteinander verschmolzen. Somit wird Schicht für Schicht der Querschnitt des Bauteils verfestigt.
    SLS ermöglicht den Druck von funktionalen, dreidimensionalen Gegenständen, ohne notwendige Bindemittel oder Stützstrukturen, da das Bauteil durch das umliegende Pulver gestützt wird.

  • SLA

    Mittels eines beweglichen Laserstrahls wird Kunstharz in dünnen Schichten ausgehärtet. Anschließend muss das Bauteil vom überschüssigen Harz gereinigt und komplett ausgehärtet werden. SLA stellt ein sehr genaues Verfahren dar, mit dem filigrane Details realisiert werden können.

  • PEM

    Bei diesem Verfahren wird eine Paste durch einen Druckkopf gepresst und schichtweise aufgetragen. Das Material landet ganz gezielt nur dort, wo es für das spätere Bauteil benötigt wird.
    Mittels PEM können sämtliche Materialien mit einer pastösen Konsistenz verarbeitet werden.

  • LENS

    Material wird aufgebracht und simultan durch einen Laserstrahl aufgeschmolzen. Das Folgende Erstarren der Schmelze generiert neue Schichten, die über- und nebeneinander angeordnet werden.
    Mit diesem Verfahren lassen sich besonders gut große Teile herstellen oder auf bestehende Bauteile aufbauen.

  • MJF

    Kleinste Tröpfchen werden auf eine Pulverschicht aufgebracht. Sie erhöhen die Wärmeabsorption des Materials. Sofort nach dem Druck wird eine Hitzequelle eingesetzt. Die Bereiche, auf welche die Flüssigkeit aufgetragen wurde, werden stärker erhitzt als das Pulver ohne die Flüssigkeit. Somit werden die erforderlichen Bereiche zusammengeschmolzen.

3D-Druck Experimentierraum

In unserem 3D-Druck-Experimentierraum lernen Sie, welche Anwendungsfälle für 3D-Druck geeignet sind, wie man dieses Verfahren erfolgreich einführt und es bestmöglich nutzt. 3D-Druck kann in verschiedenen Branchen vielseitig eingesetzt werden: Vom Prototyp über Hilfsmittel bis hin zum Endprodukt.

 

Bei uns haben Sie die Möglichkeit, erste Erfahrungen und Erkenntnisse mit unterschiedlichen 3D-Druckern zu sammeln und Prototypen zu produzieren, dies kann gerne auch unter unserer Anleitung geschehen.

Showcases

Häufig gestellte Fragen

zum 3D-Druck

  • Was kostet ein 3D-Drucker?

    Die konkreten Kosten lassen sich schwer allgemeingültig angeben. Gute 3D-Druck-Einsteigermodelle im Kunststoffbereich gibt es schon unter 300 €, allerdings sind je nach Hersteller, Material, Verfahren und Leistungsumfang auch schnell Preise bis zu 500.000 € möglich. Hier ist es wichtig die Anforderungen genau festzulegen, um das passende Gerät zu finden.

    Was kann man in 3D drucken?

    Prinzipiell lässt sich mit einem 3D-Drucker so gut wie alles fertigen. Allerdings macht allein die vorhandene Möglichkeit nicht immer Sinn, es auch zu tun. Nehmen wir beispielsweise einen Kugelschreiber: dieser lässt sich ohne Probleme fast komplett mit einem 3D-Drucker fertigen. Das wäre aber nicht effizient, denn ein normaler Kugelschreiber lässt sich in konventioneller Fertigung z.B. mit Spritzguss viel schneller und günstiger herstellen. Anders sieht es aus, wenn Sie eine komplett neuartige Form für einen Kugelschreiber (Prototyping) entwickeln. Ebenso wenn es sich um individualisierte Einzelteile oder Kleinserien handelt wird das 3D-Druckverfahren interessant.

    Welche 3D-Druckverfahren gibt es?

    Es gibt über ein Dutzend verschiedene Verfahren im Bereich 3D-Druck. Die drei gängigsten Verfahren der additiven Fertigung sind FFF/FDM, SLA und SLS:

     

    • FFF steht für Fused Filament Fabrication und ist wohl in der Bevölkerung das bekannteste Verfahren. Hier handelt es sich um den typischen „Hobby Drucker“ der einen Kunststofffaden (Filament) schmilzt und Schicht für Schicht aufeinanderlegt. Allerdings lassen sich auch mit diesem einfachen Verfahren hochwertige Produkte fertigen.
    • SLA steht für Stereolithografie: Hier wird Kunstharz mit Hilfe von Licht an den Stellen verfestigt, an denen das Produkt entstehen soll. Die Druckergebnisse sind hier sehr genau und die Oberflächenqualität hochwertig.
    • SLS steht für Selective Laser Sintering. Dahinter verbirgt sich der Pulverdruck, bei welchem Kunststoffkügelchen mit Hilfe eines Lasers an den entsprechenden Stellen verschmolzen werden. Der Vorteil ist, dass hier keine Stützstrukturen notwendig sind.

     
    Prinzipiell sind die meisten anderen Verfahren nur Abwandlungen der oben genannten Verfahren, um beispielsweise anstatt Kunststoffpulver Metallpulver zu nutzen.

    Wann eignet sich 3D-Druck?

    Im Vergleich zur konventionellen Fertigung sinkt der Preis pro Stück bei der additiven Fertigung nicht. Deshalb ist es wichtig, jeden Einzelfall konkret zu analysieren. Bis zu einem gewissen Breakeven-Punkt lohnt sich 3D-Druck, dieser Punkt muss aber eben erst einmal gefunden werden. Grundlegend gilt aber bei geringer Stückzahl und Individualanfertigungen oder bei speziellen Formen ist der 3D-Druck das lohnenswertere Fertigungsverfahren.

  • Nur wer als Unternehmer die Digitalisierung als Chance wahrnimmt, bleibt wettbewerbsfähig.

     

    Wir, die Experten vom Digitalisierungszentrum Ulm | Alb-Donau | Biberach beraten unabhängig, individuell, kostenlos und professionell. Rufen Sie an oder schreiben Sie uns eine Mail – wir freuen uns auf Sie!

Das sagen unsere Kunden

Elke Buck (Schwaibold Uhren & Schmuck & Service)

Wir sind begeistert von den Möglichkeiten des 3D-Drucks. Dadurch wurde uns eine schnelle Umsetzung eines nicht mehr verfügbaren Schutzteils für den Uhrenverschluss ermöglicht.

Norbert Koch (Koch - Bautechnik)

Seit einigen Jahren beschäftige ich mich als Dienstleister mit dem 3D-Druck.
Ich habe mich aber an dieses Thema nicht so sehr herangetraut und deshalb habe ich nach Hilfe im Digitalisierungszentrum gesucht und mit der Person Hr. Kress auch gefunden. Sehr kompetent und zuvorkommen wurde mir per Telefon
aber auch live vor Ort dieses Thema nähergebracht. So wurde aus einer 3D-Zeichnung von mir ein echtes 3D-gedrucktes
Gebäude für meine Kunden. Vielen Dank für die sehr gute Betreuung.

 

Ditte Endriß (Olgaplaster)

Mein Wunsch war‘s, die OLGA in 3-D zu drucken,
um diesen Druck im Film dann anzugucken.
Das Digitalisierungszentrum erfüllt ihn beispielslos
Kreativ und kompetent – oder kurz gesagt – famos
Was will ich jetzt noch Weiteres sagen –
Es gilt, die Werbung in die Welt zu tragen.
Das Zentrum zeigt, wie’s digital so gehen kann.

 

Ihr Ansprechpartner für den Bereich 3D-Druck:

  • Olivier Kress

    Fachberater IoT & 3D-Druck

    0731 / 72557529

    0152 / 52750445

    o.kress@dz-uab.de

Veranstaltungen

Derzeit sind in diesem Bereich keine Veranstaltungen geplant. Für Veranstaltungen anderer Themenbereiche besuchen Sie bitte unseren Eventkalender. Zu den Veranstaltungen

Automatisierung durch Roboter - Eine Chance für KMUs?

27 September 2021

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