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3D-Drucker

Mit Anfang des Schuljahres wurde in der Abteilung Maschineningenieurwesen ein 3D-Drucker angeschafft. Neben einer der Kernkompetenzen unserer Abteilung, dem 3D-CAD, ist dies eine Know-How-Erweiterung auf neuestem Stand der Technik.

 

3D Printing, Concept Modeling als innovativer Entwicklungsbaustein

3D-Teile

Die immer kürzer werdenden Produktlebenszyklen unserer Zeit wirken sich auch auf die Entwicklungszeiten aus. Daher ist es wichtig, nach den ersten 3D Hand- bzw. CAD-Konzepten bereits im Anfangsstadium einer Produktentwicklung erste 3D-Konzeptmodelle rasch und vergleichsweise kostengünstig zu "drucken". Somit ordnen sich solche Geometrieprototypen (Beurteilung von Maß, Form und Lage; Materialeigenschaften noch unwichtig) vor den Funktionsprototypen (erfüllen einige Produkteigenschaften; Überprüfung von Funktionalitäten) und technischen Prototypen (erfüllen fast alle Eigenschaften des Serienproduktes) ein. Die Vorteile sind frühestmögliche physikalische Realisierungation einer 3D-CAD-Entwicklung, Einsatz am Ort der Ideenfindung (Büro), drastische Verkürzung von Entwicklungszeiten und Reduktion von Werkzeugänderungskosten.
 

 

 

 

Die heute gängigen drei LM Verfahren (layer manufacturing) sind:

  • Stereolithographie: Laser in flüssigem UV-sensiblen Harz
  • SLS (Selective Laser Sintering): Laser schmilzt Pulver stellenweise an
  • 3D Plotter (3D Drucker): Schichtweiser Auftrag von Kunststoff, Gips,...

Funktionsweise

3D-DruckerDie Kontrukteurin bzw. der Konstrukteur erstellt ein 3D-Modell mit einem 3D-Softwarepaket (ProE, Catia,...) und speichert die Daten im STL Format. Dabei wird die Oberfläche der Teile durch Dreiecke beschrieben. Nun werden die Daten von der Software des 3D-Druckers gelesen und der Teil in Schichten zerschnitten (Auflösung von 0,25mm). Nun können diese Schichtplotts an die Maschine geschickt werden. Hier fährt ein Kopf schichtweise die Form ab und trägt aufgeschmolzenes ABS (Acrylnitril-Butatiden-Styrol-Copolymerisat) auf. Je nach Größe des Bauteiles dauert dieser Prozess zwischen ein und mehreren Stunden. Die Bauteilgröße unserer Maschine ist mit 200x200x300mm begrenzt. Die Werkstoffeigenschaften sind mit 35 N/mm2 Zugfestigkeit, 2517N/mm2 Zug-Elastizitätsmodul, 66N/mm2 Biegefestigkeit und 95°C Formbeständigkeit für ein Konzeptmodell beachtlich. ABS lässt sich auch hervorragend nachbearbeiten (schleifen, lackieren,...).

Einsatz an unserer Schule

Mit dieser Investition können in Zukunft einerseits Modelle aus dem Konstruktionsunterricht von den Schülerinnen und Schülern schnell und einfach ausgedruckt werden. Fehler werden sofort anschaulich und "begreifbar". Aber es werden mit diesem Gerät auch diverse Designstudien für den neuen Ausbildungsschwerpunkt Industriedesign möglich. Jede Schülerin und jeder Schüler erhält im Rahmen der Laborübungen die Möglichkeit dieses Gerät zu bedienen und näher kennen zu lernen.

Kooperation mit der Industrie

Unsere Schule ist stets an Unterrichtsprojekten mit Industriepartnern interessiert. Bei konkreten Ideen und Wünschen wenden Sie sich an Prof. Dipl.-Ing. Martin Pfeffel.