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Die Geländeplatte ist aus Schaum gefräst. Alle Häuser sind mit meinem 3D-Drucker UPrint im FDM-Verfahren aus ABS-Kunststoff hergestellt. Das 3D-Modell im STL-Format musste zunächst überarbeitet werden. Ich musste sämtliche offenen Kanten, invertierte Dreiecke und andere Problemzonen reparieren. Anschließend wurde die UPrint mit ca 15 Segmenten gefüttert. Nach ca 2 Wochen Druckdauer konnte ich alle Segmente miteinander verkleben und mit dem Finish beginnen… Spielplätze, Bäume, Lackieren von Teilflächen.

Es kann sich sehen lassen:

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Product Design mit dem ZCorp Pulverschichtdrucker

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Architekturmodelle mit dem ZCorp Pulverschichtdrucker

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Eigene Werke aus dem Pulverschichtdrucker

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Eigene Werke aus dem FDM-Drucker

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Größere Projekte

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Video FDM-Druck
 

 

Video Pulverschichtdruck
 

 

Hier in Kürze die Technischen Daten der Maschine…

• Schichtdicke in Z-Achse 0,25mm
• Eine Auflösung in X-Y-Richtung ist nicht bestimmbar, der Extrusionskopf arbeitet weitgehend stufenlos
• Material: ABS-Kunststoff, Oberfläche etwas gerillt
• Farbe weiß
• Nachbearbeitung möglich (Bohren Schleifen, Lackieren usw.)
• Bauraumgröße: 203 x 152 x 152 mm
• Größere Teile können aus Einzelteilen zusammengefügt werden

ABS-Kunststoff ist fest und lässt sich aber z.B. auch für Klammern einsetzen,
welche einer leichten Verformung unterliegen.
Die Schichtdicke ist größer als beim Pulverschichtverfahren,
wodurch die gerillt anmutende Oberfläche zustande kommt.

Die Kosten beim FDM-Verfahren richten sich auch nach der Masse, wobei zu berücksichtigen ist, daß beim Aufbau Stützmaterial verbaut wird, welches ebenfalls in Rechnung gestellt wird. Hierfür muß das Bauteil in eine spezielle Software eingelesen werden, welche dann die Massen von ABS und Stützmaterial berechnet. In jedem Fall muß jedes Teil individuell begutachtet werden.

Wie werden herkömmliche Modelle gebaut?
Der konventionelle Modellbau verwendet vorwiegend noch die Zerspanung (HSC), bei der mittels CNC-gesteuerten Fräsen Modellteile aus dem vollen Holz oder Kunststoff geschnitzt werden und anschließend in Handarbeit mit anderen Materialien wie Papier, Pappe, Folien etc. kombiniert werden. Die von Modellbaumeistern hergestellten Modelle sind qualitativ sehr hochwertig aber zumeist auch sehr teuer.

Was ist 3D-Drucken?
Das 3D Drucken, auch 3D Printing genannt, ist eine junge Rapid Prototyping Technologie bei dem die Modelle im sogenannten Schichtbauverfahren aufgebaut werden. Beim 3-dimensionalen Drucken wird mit Hilfe eines Druckkopfes, analog dem 2-dimensionalen Drucken bei einem Tintenstrahldrucker, ein Binder (Spezialkleber auf Wasserbasis) in ein Pulverbett aus Kompositwerkstoff aufgespritzt. Dadurch erfolgt eine örtliche Verfestigung ebenso wie eine Verbindung mit der darunter liegenden Schicht. So entsteht in kürzester Zeit Schicht für Schicht ein vollfarbiges Modell.

Wie groß dürfen die Modelle maximal sein?
Aus einem Stück können Modelle der Größe von 350 x 250 x 200mm erstellt werden. Größere Modelle werden in mehreren Segmenten ausgedruckt und dann zusammengesetzt.

Wie lange dauert ein Ausdruck?
Das Modell wächst um ca 2cm pro Stunde. Bei voller Ausnutzung des Bauraums dauert der Ausdruck also maximal 10 h. Kleinere Modelle sind entsprechend schneller fertiggestellt.

Wie lange dauert es, bis ich mein fertig gedrucktes Modell erhalte?
Abhängig vom Projektumfang und evtl. anfallenden Änderungswünschen, 2-3 Tage ab Auftragseingangs. In sehr dringenden Fällen können wir in Berlin und Umgebung auch in weniger als 24 Stunden liefern. Zusätzlich zu den dann anfallenden Versandgebühren per Berliner Kurierdienst fällt dann auch ein Expresszuschlag von €75 an.

Kann ich mehrfarbige Modelle erstellen?
Ja! ObjectPlot ist mit dem Drucker Contex Spectrum Z510 in der Lage in einem Arbeitsgang mehrfarbige Modelle mit 24Bit-Farbtiefe zu erstellen. Durch die verwendete Tintenstrahltechnik sind Farbmodelle mit beliebigen Texturen, Logos und Beschriftungen kein Problem.

Kann man Hohlkörper erstellen?
Ja! Durch den Aufbau des Modells in Schichten sind Hohlkörper oder Hinterschneidungen kein Problem

Wie exakt werden die gedruckten Modelle?
Die Modelle werden mit einer Auflösung von 600 x 540 DPI (XY-Richtung) gedruckt wobei mit einer Toleranz im Bereich von 1%-2% zu rechnen ist. In der Höhe (Z-Richtung) beträgt die geringst mögliche Schichtdicke 0,089mm.

Wie stabil sind die gedruckten Modelle?
Das ist von Objekt zu Objekt verschieden. Das Modell einer Computer-Maus ohne feine Teile ist naturgemäß stabiler als das Modell einer Rose, deren Blätter eine Dicke von 0,1 mm haben. Das Druckmodell kann also nicht stabiler als das Original sein. Jedoch muß das Modell in der Regel nicht mit übervorsichtig angefasst werden. Die Stabilität ist erstaunlich. Wer es genau wissen will: Die Modelle werden standardmäßig mit einem 2-Komponenten-Epoxidharz mit folgenden Eigenschaften infiltriert (getränkt): Härte 74D, Biege E-Modul etwa 1500 MPa, Biegefestigkeit etwa 55 MPA, Bruchdehnung etwas 20%. Die tatsächlichen Eigenschaften des fertigen keramikartigen Modells liegen darunter und sind auch von der Bauteilgeometrie und der möglichen Eindringtiefe des Infiltrats abhängig

Kann man die Modelle nachbearbeiten?
Ja, Gips-/Keramikmodelle können beliebig nachbearbeitet werden. Schleifen mit Sandpapier, Grundieren und Lackieren sind kein Problem. Selbst Bohren und Gewindeschneiden ist möglich.

Wie viel kostet so ein Modell?
Der Preis hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie dem Druckvolumen, der Qualität der Daten und dem damit verbundenem Datenaufbereitungsaufwand, der Modellhöhe und der damit entstehenden Maschinenbelegungszeit und der Filigranität der Modelle und dem damit verbundenem Nachbereitungsaufwand (Infiltrierung). Monochrome Modelle sind etwas günstiger als Vollfarbmodelle. Im Allgemeinen liegen die Angebote bei ca. €0,50 bis €2,00 pro cm³. Kleinstaufträge werden mit mindestens €80 + MwSt. + Versandkosten berechnet.

Aus welchem Material bestehen die Modelle?
Die Modelle werden zunächst aus einem mineralischem Pulver und einem Binder gefertigt. Wenn das Rohmodell dem 3D-Drucker entnommen wird, ist es zunächst noch ganz leicht, zerbrechlich und porös. Je nach gewünschten Eigenschaften wird das saugfähige Rohmodell dann in aushärtende Flüssigkeiten, etwa Epoxydharze oder Superkleber, getränkt (infiltriert). Dadurch saugen sie sich voll und nehmen nach dem Aushärten dann weitestgehend die Eigenschaften des Infiltrats an. Dadurch lassen sich Modelle von ganz hart und spröde, bis weich und biegsam erstellen.

Riecht das Modell nach Plastik??
Im Gegensatz zu dem üblichen unangenehmen Geruch von neuen Kunststoffprodukten sind die Modelle geruchsneutral

In welchem Daten-Format müsssen die Modelldaten vorliegen?
Für einfarbige Modelle eignet sich das Standard-Format *.stl, was nahezu jedes 3D-CAD-Programm ausgeben kann. Sollen auch Farbinformationen oder Texturen mit übermittelt werden, ist das VRML (*.wrl) – Format am gebräuchlichsten. Es gibt viele weitere 3D-Datenformate die wir konvertieren können. (Berechnung nach Aufwand).

Wie müssen die 3D-Daten von mir aufbereitet sein?
Benötigt wird ein „wasserdichtes“, echtes Volumenmodell. Das Modell muss in sich geschlossen sein, darf keine offenen Kanten oder unverbundene Körper oder verwaiste Flächen aufweisen. Bitte betrachten Sie sich Ihr Modell vor der Übertragung in einem für den 3D-Druck optimierten Viewer, z.B. mit dem VisCAM-Viewer, den Sie sich z.B. von MarCam hier kostenlos herunterladen können. Wenn Sie rote Flächen erkennen können, sind dies geflippte, also verkehrt herum orientierte Flächen, die gedreht werden müssen. Flimmern Flächen beim Bewegen des Modells, deutet dies auf mehrere direkt übereinander liegende Flächen hin, die beseitigt werden müssen. Gelbe und grüne Linien weisen auf unverbundene Flächen bzw. offene Kanten hin, die vor einem 3D-Druck alle geschlossen sein müssen. Erst ein “wasserdichtes”, also ein in sich geschlossenes und fehlerfreies Volumenmodell kann mit dem 3D-Drucker zu einem fehlerfreien realen Modell gedruckt werden. Bei Reparatur und Optimierung des Modells sind wir gerne behilflich (Vergütung nach Aufwand).

Wie übertrage ich meine 3D-Daten zu ObjectPlot?
Per Email , per CD oder Memory Stick, den Sie uns per Post zukommen lassen oder als Upload auf einen FTP-Server, dessen Zugangsdaten Sie bei Auftragserteilung genannt bekommen.

Wie haltbar ist ABS-Kunststoff?
Auf der Dimension werden Modelle aus dem gebräuchlichen Thermoplast ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) aufgebaut. Solche Bauteile wurden bereits in Funktions- und Feldversuchen verwendet – angefangen von Windkanaltests über Kamerabefestigungen auf Militärfahrzeugen bis zu Spritzpistolen im Einsatz bis zu 60 psi.

Wie groß ist die maximale ungeteilte Bauteilgröße der FDM-Mschine?
Der größte ungeteilte Bauraum beträgt 203 x 152 x 152 mm. Größere Modelle lassen sich problemlas aus mehreren Segmenten zusammensetzen.

Wie groß ist die Schichtdicke des FDM-Druckers?
Die Schichtdicke beträgt 0,25mm.

Wie hoch sind die Kosten beim FDM-Verfahren?
Die Kosten beim FDM-Verfahren richten sich auch nach der Masse des Bauteils, wobei zu berücksichtigen ist, daß beim Aufbau Stützmaterial verbaut wird, welches ebenfalls in Rechnung gestellt wird. Hierfür muß das Bauteil in eine spezielle Software eingelesen werden, welche dann die Massen von ABS und Stützmaterial berechnet. In jedem Fall muß jedes Teil individuell begutachtet werden. Die Kosten sind vergleichbar mit denen des Pulverschichtverfahrens.

• Günstige Produktion von Options-, Typ- und Gestaltungsvarianten – Preiswert hergestellte Modelle ermöglichen die Fertigung mehrerer Teile im Verlauf des Projektes und den Gebrauch der Modelle nicht nur zur Präsentation, sondern auch für den kreativen Prozess.

• Unterstützung der Kommunikation mit Lieferanten, Herstellern und Kunden – Funktionale Prototypen helfen beim Lösen von Problemen und der Einigung über eine Konstruktionsrichtung. Ein mit 3D Druckern erzeugtes physikalisches Modell erlaubt Kunden und Konstruktionsteam ein vollkommenes Verständnis über die Vor- und Nachteile der Konstruktion, wodurch der Einigungsprozess erleichtert wird.

• Modelle in Farbe – 3D-Modelle und -Prototypen dienen der Kommunikation, und nichts ist für diesen Zweck besser geeignet als Farbe. Farbe vermittelt das Design von Produkten in beeindruckender Weise, gibt Architekturdetails in anschaulicher Form wieder und ermöglicht sogar die Darstellung animierter Charaktere. Das schafft beste Voraussetzungen für die Bewertung des Look & Feel und des Stils von Produktdesigns

• Beschleunigung und Sicherung von Entscheidungsprozessen – Die mit 3D Druckern hergestellten Bauteile können Entscheidungsträgern vorgelegt werden und bieten konkretere Daten als ein Bildschirmimage oder ein Ausdruck auf Papier.

• Direktes Drucken in Vollfarbe – Texturen lassen sich direkt mit der Drucksoftware ausgeben. Lackierfähigkeit und das Aufkleben von Aufkleber runden die Möglichkeiten ab und ermöglichen eine exakte Nachbildung von Produktionsmodellen, die eine Marktanalyse ermöglichen.

• Metal Casting – Traditionelle Gussverfahren erfordern den Bau eines Modells zur Herstellung der Form. Der Bau des Modells kostet Zeit und Geld und Ingenieure haben Schwierigkeiten, Metallprototypen mit schneller Fertigungszeit zu produzieren.Mit 3 D Druckern können Formvertiefungen und Einsätze direkt drucken. Die Formen sind zum Gießen von Nicht-Eisen-Metallen geeignet.Bei herkömmlichen Gussmethoden werden Modell-Muster zur Herstellung der Gussform benötigt. Diese teure und zeitaufwendige Stufe entfällt bei der Cast-Technologie, hier werden schnell und kostengünstig direkt die Gussformen für die Prototypen mit dem 3D-Drucker ausgedruckt.

Maximaler Bauraum: Länge x Breite x Höhe 350 x 200 x 250 mm

Ihre 3D-Daten werden mit sehr hoher Qualität in einem 3D Drucker vollfarbig “ausgedruckt”. Jedes Modell wir zunächst von einem speziellen Computerprogramm so aufbereitet, daß viele dünne Schichten entstehen, welche dann in Folge gedruckt werden können. Das Modell wird dann innerhalb von Stunden aus einer Pulvermischung und den 3 Grundfarben hergestellt.

Erst wird eine dünne Schicht Pulver auf eine Platte aufgetragen. Anschließend wird diese mit Binder bedruckt, die das Pulver härtet. Schicht für Schicht wird aufgetragen, bis das Modell fertig ist. Dabei sind Größen von 350 x 250 x 200 mm in einem Druckvorgang möglich. Projekte, die über diese Maße hinausgehen, müssen entsprechend aus mehreren Einzelteilen verklebt werden.

Aus ihrem Computermodell wird in wenigen Stunden ein handhabbares 3-dimensionales Modell.

Die Funktionsweise des Contex 3D Druckens:
3D-Drucken ist eine recht junge Rapid Prototyping Technologie, die entgegen kostenintensiver zerspanender Verfahren auf Schichtbautechnik basiert. Das erlaubt sehr schnelle und kostengünstige Herstellung mehrfarbiger dreidimensionaler Modelle.

3D-Drucker von Contex sind von der Funktion, dem Betrieb und der Handhabung mit einem Tintenstrahldrucker zu vergleichen. Gedruckt wird jedoch nicht auf Papier sondern auf eine Fläche aus Pulver. Die Tinte wird gewissermaßen durch einen Kleber (Binder) ersetzt.

Das Druckverfahren mit dem Contex Spectrum 510 3D-Drucker:

1. Modell als 3D CAD-Daten (VRML, STL, sonstige gängige Formate) “in Scheiben schneiden” und zum 3D-Drucker senden
2. Pulverschicht verteilen
3. Pulverschicht bedrucken
4. Aufbringen einer weiteren Pulverschicht und weiteres bedrucken
5. 3D Modell aus dem Pulverbett entnehmen

Die Modellerstellung erfolgt in 3 Schritten: Der Datenaufbereitung, dem eigentlichen Druckvorgang und der Nachbehandlung durch Infiltration. Im Einzelnen läuft es wie folgt ab:

• Die 3D-Zeichnung des Modells wird vorab in viele Schichtenaufnahmen aufgeteilt (wie bei einem CT)
• Eine Walze verteilt eine hauchdünne Schicht gipsartigen Pulvers auf der Druckplatte
• 4 Tintenstrahldruckköpfe drucken mit Farbbinder erste Schichtaufnahme ins Pulver, gedruckter Querschnitt des Bauteils erstarrt, unbedrucktes bleibt Pulver
• Druckplatte senkt sich um 0,1mm und macht Platz für eine neue Schicht Pulver
• Vorgang wird so lange wiederholt bis das Bauteil fertig ist
• Fertiges Modell wird entnommen und unbedrucktes (loses) Pulver aus Hohlräumen geblasen
• Zur Vergütung wird das gipsartige Modell mit Flüssigkeiten infiltriert und beschichtet.
• Es stehen verschiedene Sorten und Kombinationen aus Pulver, Binder und Infiltrat zur Verfügung, die die physikalischen und haptischen Eigenschaften des Modells bestimmen.

Basierend auf dem patentierten FDM-Verfahren von Stratasys werden auf der Dimension Schicht für Schicht, von unten nach oben, Funktionsmodelle aus dem stabilen und haltbaren Thermoplast ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol) aufgebaut.

Die Aufbereitungssoftware importiert die STL-Daten, richtet die Teile aus, zerlegt das Modell automatisch in Schichten und berechnet – wo notwendig – die Stützkonstruktionen und den präzisen Verfahrweg für die Düse. Das Baumaterial aus ABS-Kunststoff ist in Drahtform in Kassetten aufgewickelt. Der ABS-Draht fädelt sich automatisch ein und wird dem Extrusionskopf zugeführt, verflüssigt und in präzisen, dünnen Schichten spurweise durch eine Düse extrudiert. Nach Abschluss des Bauprozesse werden die Stützen und Fixierungen entfernt.

Eigene Werke Pulverschichtdruck

Eine kleine Auswahl an Projekten mit dem Pulverschichtdrucker ZCorp Spectrum 510

16 Fotos

Eigene Werke FDM

Eigene Werke mit dem Dimension FDM-Drucker

13 Fotos

Projekte

Größere aufwendige Kreationen

44 Fotos

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