Beim 3D-Druck mit Metallen benötigen die Teile meist Stützstrukturen, um den Belastungen währen der Produktion Belastungen standzuhalten. Diese Stützstrukturen werden direkt in den Konstruktionsdaten erstellt und zusammen mit dem 3D-Druckobjekt additiv gefertigt. Dies ist erforderlich, um die Metallteile vor einer Verformung durch thermische Spannungen während des Aufbaus zu schützen und die Wärme aus dem Schmelzbad in überhängenden Bereichen effektiv abzuleiten. Sobald das Teil fertig ist, wird die Stützstruktur manuell oder automatisiert entfernt.
Das Bauen von Teilen ohne oder mit minimalen Stützen verbessert nicht nur die Nachbearbeitung. Es kann, wenn es effektiv gemacht wird, auch die Druckzeit verkürzen und den Materialverbrauch senken, was wiederum Kosten spart und die Umweltauswirkungen des Bauvorgangs verringert.
Unsere Experten bei Additive Minds haben herausgefunden, wie ein solches Druckverfahren funktionieren kann und welche Herausforderungen es mit sich bringt.
Die Konstruktion mit Stützstruktur war bisher die Standardmethode in der additiven Fertigung. Die Anzahl, Größe und Platzierung der Stützen wurde dabei durch mehrere Faktoren bestimmt.
Stützstrukturen werden verwendet, um sicherzustellen, dass ein Bauvorgang abgeschlossen und das Teil erfolgreich hergestellt wird. Dafür gibt es mehrere Gründe:
Die Support-Free Technologie ermöglicht eine Produktion, die sowohl Kosten und Zeitersparnis berücksichtigt. Damit dieser Prozess so effizient wie möglich erfolgen kann, bietet EOS mit der automatisierten Prozessteuerungslösung „Smart Fusion“ eine Software, die Stützstrukturen reduzieren oder eliminieren kann.
Beseitigung von Support durch eine Anpassung der Laserleistung in Echtzeit mithilfe der Tomographiekamera (OT) durch fortschrittliche Algorithmen.
Reduzierte Nachbearbeitung aufgrund einer Reduzierung oder Eliminierung des Supports spart nicht nur Material sondern reduziert auch den Nachbearbeitungsprozess
Beschleunigte Produktionszeit ist ein positiver Nebeneffekt aus der Beseitigung von Support-Strukturen sowie einer kürzeren Nachbearbeitungszeit. Dies ist besonders für den Prototypenbau und einer Fertigung von Ersatzteilen eine entscheidende Veränderung und macht den Fertigungsprozess noch effizienter.
Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten mit der Smart Fusion Technologie. Robuste Bauteile für die Automobilindustrie oder maßgeschneiderte Implantate für die medizinische Anwendung bieten Ihrem Unternehmen die Möglichkeit, die Grenzen der additiven Fertigung zu erweitern
Mit dem richtigen Fachwissen und kreativen Problemlösungsfähigkeiten ist es unseren Teams gelungen, Konstruktionen zu entwerfen, die nicht den konventionellen Vorstellungen entsprechen, uns sie haben hervorragende Ergebnisse erzielt. Unsere Experten haben an vielen Projekten gearbeitet, bei denen es durch die Verwendung von keinen oder minimalen Stützen zu optimierten Konstruktionen mit reduzierten Kosten und Zeitersparnis kam. Die Herausforderung, die vermeintlichen Einschränkungen des 3D-Drucks ohne Stützen zu überwinden, hat zu kreativen Lösungen geführt, die den 3D-Druck mit Metallen attraktiv machen.
Die folgenden Fallstudien zeigen, was unsere Additive Minds Experten herausgefunden haben:
Wenn Sie den stützenfreien 3D-Druck von Metallen noch besser verstehen möchten, schauen Sie sich das Whitepaper von Davy Orye, Teamleiter bei Additive Minds, an. Darin erklärt er den Prozess und die die Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von ummantelten Laufrädern anschaulich und im Detail.
Erfahren Sie in unserem Whitepaper wie Smart Fusion in realen Anwendungen eingesetzt wurde und welche Gestaltungsrichtlinien berücksichtigt werden sollten.
Das stützenfreie Drucken hat viele interessante Vorteile. Bei EOS haben wir innovative Methoden auf verschiedene Bauteile angewendet - mit durchschlagenden Einsparungen bei Bauzeit, Kosten und Material. Hier sind unserer Highlights.
Die am häufigsten genannte Einschränkung beim Metall-Druck ist, dass man ohne Stützstruktur nicht unter einem bestimmten Überhangswinkel drucken kann. Ohne Supports besteht die Gefahr, dass sich der Überhang verzieht, weil Restspannungen durch die fokussierte Energie der Laser während des Drucks entstehen. Dies schränkt die Benutzer von Metall-Systemen in ihrer Auswahl der Anwendungen ein.
Dank des innovativen Denkens von Branchenführern wird der kritische 45-Grad-Winkel nun in Frage gestellt. Inzwischen gibt es zahlreiche Software- und Parameterpakete, die es Anwendern ermöglichen, Überhänge und Brücken in viel kleineren Winkeln zu drucken, ohne die Effektivität des 3D-Druckverfahrens und die Qualität der hergestellten Metallteile zu beeinträchtigen.
Mehr dazu in diesem Artikel.