Rapid Prototyping
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Kaum konstruiert - schon fertig / Prototypen direkt aus CAD-Volumendaten

 

Sterolithographie

  • Bei der Stereolithographie  werden aus 3D-STL-Daten  Prototypen mit sehr hoher Maßgenauigkeit und Detailtreue erzeugt.  Abbildbare Strukturen von größer 0,4 mm und eine erreichbare Genauigkeit von         < 0,2mm sichern der Stereolithografie breite Anwendungen. Dabei arbeitet man mit einem flüssigen Photopolymerharz, das durch einen computergesteuerten Laserstrahl Schicht für Schicht ausgehärtet wird. Neben der reinen Konstruktionsüberprüfung und Funktionskontrolle dienen diese Modelle als Urmodelle für  die Folgeprozesse wie Vakuumguss, Sandguss und Feinguss

  • Es werden mehrere Kunst- oder Acrylharze für Stereolithografie angeboten, deren Farbe, Stoßfestigkeit und Härte variieren kann. Einige Harze eignen sich für mechanische Belastung wie z. B. Schnappverschlüsse. Die Kunstharze ziehen jedoch Wasser und sind auch nicht wasserbeständig.

Fused Deposition Modelling (FDM)

  • Fused Deposition Modelling ist ein 3D-Druck RP-Verfahren, das Prototypen mit Hilfe eines temperaturgesteuerten Kopfes baut. Bei diesem Verfahren wird drahtförmiges Material (wie ABS, PPSU,  Polycarbonat oder Formwachs) in einer beheizbaren Extruderdüse aufgeschmolzen. Der Düsenkopf bewegt sich durch einen 2D-Mechanismus in X-Y-Richtung und hinterlässt Material entlang der Bauteilgeometrie. Danach wir die Bauteilplattform um eine Schichtdicke abgesenkt und die nächste Schicht wird erzeugt.  Es können Schichtdicken zwischen 0,25 nmm und 0,125 mm sowie minimale Wandstärken bis 0,5 mm realisiert werden. Das äußerst feste Bauteil kann danach für Einbau- und Funktionsversuche verwendet werden. Ein ABS-Prototyp hat etwa 80% der Festigkeit eines spritzgegossenen ABS-Teils.

Vakuumguss

 

  • Ein Urmodell wird mit Silikon umgossen, wonach durch entfernen des Urmodells eine flexible Gussform entsteht. Der Prozess zur Herstellung der Gussform und das Gießen der Modelle selbst werden unter Vakuumatmosphäre zur Verhinderung von Luftblasen durchgeführt. Vakuumguss ist eine Abformtechnik, die typischerweise zur  Herstellung von Kleinserien (10 bis 20 Stück) von funktionellen Kunststoffprototypen eingesetzt wird. Die Flexibilität des Silikons erlaubt begrenzt Hinterschneidung, was Schieber oder zusätzliche Trennebenen verhindern kann. Eine große Auswahl an Polyurethanen (ähnlich PP, ABS, PC) mit verschiedenen physikalischen Eigenschaften erlaubt die Herstellung von Prototypen für Funktionstests. Die Durchlaufzeiten im Vakuumguss sind einwwenig länger als bei 3D-Druckverfahren.

Selektives Laser Sintern (SLS)

 

  • Das Polyamid-Lasersintern wird für die Herstellung von mechanisch belastbaren Funktionsprototypen verwendet. Das Bauteil entsteht aus einem pulverförmigen Polyamid, das auf Basis von 3D-Volumendaten Schicht für Schicht durch einen Laserstrahl verschmolzen wird. Für besonders belastbare Prototypen kann glasfasergefülltes Polyamid eingesetzt werden
  • Das Polystyrol-Lasersintern wird für die Herstellung von Feingussteilen verwendet.
  • Aus speziell behandeltem Formsand können   Formen und Kerne für den Metall-Guss gesinert werden.

Laminated Object Manufacturing (LOM)

  • Die Form wird aus Papierschichten (auch Folien aus Keramik, Kunststoff oder Aluminium) aufgebaut. Jede neue Schicht wird auf die vorhandene Form aufgeklebt und dann die Kontur beschnitten, z.B. durch einen Laser. Danach wird die nächste Schicht aufgebracht usw.
    Das "Aufkleben" kann auch durch Polymerisation (Solid Foil Polymerization) oder galvanisch (Electrosetting) erfolgen.

    Die Toleranzen erreichen bei Papier ±0,4mm.

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