Module, die für die Durchführung vorausgesetzt werden

Technologie

Bei 3D-Druck gibt es Anwendungsfälle wie Rapid Prototyping und Rapid Tooling, wobei sich diese beiden Verfahren hauptsächlich durch die verwendeten Materialien und die Nachbehandlung des Modells unterscheiden:
  • Rapid Prototyping = bürotauglicher 3D-Druck von Modellen; meist zu Anschauungszwecken (Musterbauteile).  Rapid Prototyping
  • Rapid Tooling = Fertigung von transportablen 3D-Modellen zur raschen Werkzeugproduktion.  Rapid Tooling
 
Rapid Prototyping
  1. Das Ausgangsmaterial ist ein Zellulosepulver, das durch Einspritzen eines Binders lokal verklebt. Der Binder ist eine auf Wasser basierende Flüssigkeit (z.B. Glukose) und daher ungiftig.
  2. Eine neue Pulverschicht wird aufgetragen:
    Die Bauplattform und der Boden der Vorratskammer werden um die Höhe der neuen Schicht abgesenkt. Dann wird das Pulver mit einer Walze, die über beide Plattformen in Richtung der Bauplattform fährt, auf diese aufgetragen. Überschüssiges Pulver fällt in einen Überlaufbehälter.
  3. Jetzt wird von einem Druckkopf an den Stellen, die verfestigt werden sollen, das Bindemittel eingespritzt. Damit wird der Zusammenhalt der Pulverteilchen mit den darunter liegenden Schichten erreicht.
    Da das Bindemittel aufgrund der Kapillarwirkung etwas verläuft, werden auch einige außerhalb der gewünschten Kontur liegende Teilchen mit angeklebt, was zu einem etwas rauen Äußeren führt.
  4. Das nicht verfestigte Pulver bleibt im Bauraum zurück und stützt weitere Schichten. Nach der Beendigung des Prozesses kann es dann mittels eines Staubsaugers entfernt werden.

Abbildung: Skizze des „Innenlebens“ eines 3D Druckers



Bei diesem Modell ist zu beachten, dass es ziemlich porös und mechanisch nicht so stark belastbar ist. Soll das Ergebnis härter und widerstandsfähiger ausfallen, so muss man ein anderes Ausgangsmaterial, wie etwa Gips, verwenden. Dies geht jedoch auf Kosten der Geschwindigkeit. Soll das Modell zusätzlich noch länger halten und häufigere Verwendung überstehen, muss es nachbehandelt werden. Dazu tränkt man es beispielsweise in Heißwachs oder Epoxidharz. Allerdings gehen so die Vorteile von Geschwindigkeit und Bürotauglichkeit teilweise verloren.

 
Rapid Tooling

Rapid Tooling ist darauf ausgelegt, Werkzeuge möglichst schnell herzustellen. Sie unterscheiden sich von den bürotauglichen Verfahren hauptsächlich durch die verwendeten Materialien und die Nachbehandlung des Modells.
Ablauf der Erzeugung:
  1. Meist wird hier Metall- oder Keramikpulver verwendet, das durch einen Binder soweit verfestigt wird, dass ein transportables Modell (= Grünteil) entsteht.
  2. Der Binder wird aus dem Grünteil ausgebrannt.
  3. Anschließend wird es zusammen mit einer niedrigschmelzenden Metalllegierung in einem Ofen erhitzt. Zu beachten ist hierbei, dass das Infiltrationsmetall möglichst nahe am Modell sein muss, damit es durch die Kapillarwirkung in die Porositäten des Modells gesogen werden kann und diese auffüllen kann.