Rapid Prototyping
Mit den Verfahren des Rapid Prototyping bieten wir Ihnen Methoden an, um keramische Prototypen, Anschauungsmodelle, Werkstücke und Kleinserien schneller und kostengünstiger zu produzieren als es auf herkömmlichen Wegen möglich wäre.
Um dies zu ermöglichen stehen uns vorwiegend drei Formgebungsverfahren zur Verfügung. Das Vakuum-Heißgießen, der 3D-Druck und das Fräsen.
Fräsen
Technische Keramik dringt heute in die unterschiedlichsten Bereiche vor, wo Bauteile von höchster Präzision gefordert werden. Der Einsatz eines 5-Achs-Bearbeitungszentrums ermöglicht dem Werkstoffzentrum Rheinbach die Fertigung von Bauteilen aus Keramik, Glaskeramik und Glas mit einer Genauigkeit von 0,01mm und hoher Oberflächengüte.
Die moderne Utrasonic-Technologie, bei der rotierende Diamantwerkzeuge in Ultraschallschwingung versetzt werden, stellt eine Möglichkeit dar, auch superharte und spröde Keramiken effizient zu bearbeiten. Auch die Verarbeitung von Keramiken im Grün- oder Weißzustand ist hiermit möglich.
Mit einem modernen CAM-System werden die Werkzeugbahnen anhand Ihrer CAD – Daten programmiert. So können präzise Fräs-, Schleif- und Bohraufgaben bewältigt werden. Es ist auch möglich, komplexe, 3-dimensionale Konturen aus einem Material herauszuarbeiten.
Vakuum-Heißgießen
In der Vakuumgießanlage werden Wachs-Keramik-Suspensionen in vorgefertigte Formen aus entweder Kunststoff, Silikon oder Metall gegossen. Dieses Verfahren ermöglicht die Herstellung komplexer keramischer Bauteile mit hoher Detailtreue und Oberflächengüte.
Ein weiterer Vorteil dieser Methode ist die mögliche Mehrfachnutzung. In derselben Anlage können, mit Hilfe des Vakuumgusses, Formen sowohl aus Kunststoff oder Silikon gefertigt werden.
3D-Druck
Der 3D-Druck ist ein sogenanntes generatives Verfahren. Das bedeutet, dass für die Herstellung keramischer Bauteile keine Formen nötig sind. Ausgehend von CAD-Datensätzen werden die Bauteile über den 3D-Druckprozess schichtweise aus keramischen Granulaten aufgebaut. Dies ermöglicht extrem komplexe und sogar ineinander verschachtelte Objekte.
Bitte richten sie Ihre Anfragen an 3ddruck@wzr.cc oder wenden Sie sich telefonisch an die +49 2226-1698-10.
Maßgeschneiderte Brennhilfsmittel
Der Sinterprozess stellt in der Fertigung keramischer Komponenten einen entscheidenden und kostenintensiven Schritt dar. Um den Brennraum möglichst gut zu nutzen, werden die Bauteile auf Brennhilfsmitteln platziert. Diese bestehen in der Regel aus Platten, die mittels Stützen übereinander gestapelt werden. Traditionell werden Platten mit einer Dicke zwischen 10 und 30 mm eingesetzt.
Viele keramische Bauteile für technische Anwendungen sind heute sehr klein und filigran. Bei der Verwendung traditioneller Platten nehmen sie sehr häufig deutlich weniger Volumen im Ofen ein als die Brennhilfsmittel. Damit erhöhen sich die Kosten des Sinterprozesses, da relativ wenige Bauteile und viel Brennhilfsmittel aufgeheizt werden und der Ofenraum nicht optimal genutzt wird.
Insbesondere für kleine Bauteile, wie z.B. Fadenführer, Klingen, Düsen usw., die mittels Spritzguss hergestellt werden, ist der Einsatz von individuellen, an das Bauteil angepassten Brennhilfsmitteln zu empfehlen. Diese konnten bisher mit konventionellen Herstellungsverfahren nicht kostengünstig angeboten werden. Interessant ist es auch, Grünlinge in der Fertigung automatisch auf speziell gefertigte und der Bauteilgeometrie angepasste Unterlagen zu positionieren.
Durch den Einsatz des 3D-Druckens ist es heute möglich, Einzelanfertigungen nach individuellen Vorlagen zu fertigen. Basis der Fertigung sind CAD-Daten, die dem Drucker zur Verfügung gestellt werden. Dieses Verfahren ermöglicht eine absolute Gestaltungsfreiheit. Nach einer speziellen Aufbereitung kann nahezu jeder keramischer Werkstoff verarbeitet werden.
Der Bauprozess im 3D-Drucker beginnt damit, dass eine dünne Pulverschicht mittels einer Walze vom Vorratsbehälter auf die Bauplattform aufgetragen wird. Als nächstes wird an den Stellen, die verfestigt werden sollen, von einem Druckkopf, der ähnlich wie der Druckkopf eines Tintenstrahldruckers funktioniert, der Binder aufgespritzt. Hierdurch wird lokal der Zusammenhalt der einzelnen Pulverteilchen erzeugt. Das nicht verfestigte Pulver verbleibt zunächst im Bauraum und stützt darauf folgende Schichten. Daher sind keine Stützkonstruktionen nötig.
Das Bautempo liegt bei etwa vier Schichten pro Minute, wobei sich die Schichtdicke zwischen 0,09 und 0,25 mm einstellen lässt. Üblicherweise wird mit einer möglichst geringen Schichtdicke gearbeitet, um eine glatte Oberfläche zu erreichen. Allerdings richtet sich die notwendige Schichtdicke auch nach den verwendeten Rohstoffen.
Nach Beendigung des Aufbauprozesses wird das überschüssige Pulver mittels Staubsauger und Pressluft entfernt. Um dem Bauteil eine optimale Festigkeit zu verleihen, wird es in einem weiteren Schritt einem angepassten Sinterprozess unterworfen. Durch diesen ist es möglich, die Porosität und damit verbunden die Temperaturwechselbeständigkeit optimal einzustellen.
Die Konstruktion individueller Brennhilfsmittel, die auf Ihre Bauteile zugeschnitten sind, kann auf Wunsch auch von uns vorgenommen werden, oder Sie stellen uns die notwendigen CAD-Daten für den 3D-Druck zur Verfügung. Ihrem Anforderungsprofil entsprechend, wählen wir den für Sie geeigneten Werkstoff aus.
Bitte richten sie Ihre Anfragen an 3ddruck@wzr.cc oder wenden Sie sich telefonisch an die +49 2226-1698-10.
3D-Modelle ihrer CAD-Daten . . . . über Nacht
Bisweilen reicht es in der Produktentwicklung nicht aus, nur die CAD-Darstellung am Bildschirm zu prüfen. Selbst bei einfachen Geometrien ist es oft erforderlich, ein (be)greifbares Modell anzufertigen. Nur so können sich alle am Entwicklungsprozess beteiligten Personen ein klares Bild vom zukünftigen Bauteil machen. Konzeptmodelle veranschaulichen den Stand einer Entwicklung, vermeiden Missverständnisse zwischen den Verantwortlichen und vereinfachen die Entscheidungsfindung.
Mit dem Z 310, der im Werkstoffzentrum für Sie zur Verfügung steht, lassen sich kleine und mittelgroße Modelle erstellen. Der Bauraum hat die Abmessungen 200 x 250 x 200 mm3. Im einfachsten Fall entstehen die Modelle aus einem Pulver auf Gips-Basis.
Der Bauprozess beginnt mit dem Auftragen einer neuen Pulverschicht: Hierzu wird die Bauplattform um die Schichtdicke abgesenkt und der Boden der daneben angeordneten Vorratskammer angehoben. Das so nach oben beförderte Pulver wird mittels einer Walze, die über die Bauplattform fährt, in einer dünnen Schicht aufgetragen. Überschüssiges Pulver gelangt in einen Überlaufbehälter.
Als nächstes wird an den Stellen, die verfestigt werden sollen, von einem Druckkopf, der ähnlich wie der Druckkopf eines Tintenstrahldruckers funktioniert, der Binder aufgespritzt. Hierdurch wird lokal der Zusammenhalt der einzelnen Pulverteilchen - auch mit der darunter liegenden Schicht - erzeugt. Das nicht verfestigte Pulver verbleibt zunächst im Bauraum und stützt darauf folgende Schichten. Daher sind keine Stützkonstruktionen nötig.
Das Bautempo liegt bei etwa vier Schichten pro Minute, wobei sich die Schichtdicke zwischen 0,09 und 0,25 mm einstellen lässt. Üblicherweise wird mit der geringsten Schichtdicke gearbeitet, um eine möglichst glatte Oberfläche zu erreichen.
Nach Beendigung des Aufbauprozesses wird das überschüssige Pulver mittels Staubsauger und Pressluft entfernt. Um dem Modell eine optimale Festigkeit zu verleihen, wird es in einem weiteren Schritt mit Harz infiltriert. Dabei ist es auch möglich, eine Einfärbung vorzunehmen.
Ihre CAD-Daten benötigen wir im STL Format. Liegen uns diese vor und sind alle Fragen geklärt, kann das Modell über Nacht gedruckt und am nächsten Tag an Sie verschickt werden. Die Kosten richten sich im Wesentlichen nach der Größe Ihres Modells. Beispielsweise kostet ein Modell mit den Außenmaßen 120 x 70 x 50 mm3 lediglich 165,33 €, zzgl. MwSt., Verpackung und Versand.
Es ist ebenso möglich, mehrfarbige und größere Modelle zu erstellen. So sind Sie in der Lage, FEM-Simulationen noch anschaulicher zu präsentieren.
Bitte richten sie Ihre Anfragen an 3ddruck@wzr.cc oder wenden Sie sich telefonisch an die +49 2226-1698-10.
English
Druckansicht
Sitemap
Impressum