Neuer 3D-Drucker mit beweglicher Plattform spart Zeit und Geld
Forscher der University of Southern California (USC) Viterbi School of Engineering haben eine neuartige Methode entwickelt, um den Materialabfall und damit die Kosten des 3D-Drucks mit der Fused Deposition Modeling (FDM)-Technologie zu reduzieren. Das Team konnte gemeinsam unter der Leitung von Yong Chen, Professor für Industrial and Systems Engineering, und Doktorand Yang Xu eine einzigartige, kostengünstige, dynamisch gesteuerte Oberfläche für 3D-Drucker entwickeln. Dieser 3D-Drucker mit beweglicher Plattform macht Stützen überflüssig, wodurch weniger Abfall produziert, und weniger Material benötigt wird. Das macht diese Erfindung also nicht nur nachhaltiger, sondern auch kostengünstiger.
In den meisten Fällen, insbesondere wenn es sich um komplexe oder besondere Teile handelt, erfordern FDM-Prozesse Stützen, um das Teil während des Drucks auszubalancieren. Yong Chen kommentiert: „Beim 3D-Druck komplexer Formen baut man die eine Hälfte der Zeit die gewünschten Teile und die andere Hälfte der Zeit die Stützen. Mit unserem System erstellen wir keine Stützen. Daher haben wir in Bezug auf die Druckzeit eine Einsparung von etwa 40 %.“ Das Vorhandensein von Stützen bedeutet also sowohl eine erhebliche Verlängerung der Gesamtdruckzeit, als auch eine erforderliche Nachbearbeitung des gedruckten Teils, da die Stützen manuell entfernt werden müssen. Dies wiederum erhöht nicht nur den Zeitaufwand für die Fertigstellung des endgültigen Teils, sondern schafft auch Raum für menschliche Fehler, was bedeutet, dass das endgültige Teil oft Formungenauigkeiten oder Oberflächenrauhigkeiten aufweist. Durch den Wegfall der Stützen reduziert der 3D-Drucker mit beweglicher Plattform das Potenzial für menschliche Fehler und beschleunigt den Gesamtprozess erheblich.
Ein neuer dynamisch gesteuertes Druckbrett für den 3D-Druck (Mitte) reduziert den Bedarf an gedruckten Stützen (links) und spart damit Kosten und Zeit. (Bildnachweis: Yong Chen)
Wie funktioniert der 3D-Drucker mit beweglicher Plattform?
Im Großen und Ganzen funktioniert der 3D-Drucker mit beweglicher Plattform wie jeder andere FDM-3D-Drucker. Der Hauptunterschied ist natürlich die bewegliche Plattform. Derzeit funktioniert der Prototyp, indem jeder der einzelnen Stützen von einem Motor angetrieben wird, der wiederum die bewegliche Plattform bewegt. Die Plattform hebt gleichzeitig Gruppen von Metallstiften an, die das Teil stützen. Nachdem das Teil gedruckt wurde, kann der Benutzer diese Stifte leicht entfernen, ohne das Produkt zu beschädigen.
Diese Technologie könnte für die Entwicklung der additiven Fertigung von großer Bedeutung sein, vor allem, weil sie einen breiteren Einsatz des FDM-3D-Drucks fördert. Laut Yong Chen könnte das System leicht für die Großserienfertigung in Branchen wie der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt und dem Yachtbau angepasst werden. Zudem ergänzt er: „Es werden bereits FDM-Drucker für großformatige Auto- und Schiffskarosserien sowie für Konsumgüter wie Möbel gebaut. Wie Sie sich vorstellen können, sind deren Bauzeiten wirklich lang – wir sprechen hier von einem ganzen Tag. Wenn Sie also die Hälfte davon einsparen können, könnte Ihre Fertigungszeit auf einen halben Tag reduziert werden. Die Verwendung unseres Ansatzes könnte für diese Art des 3D-Drucks eine Menge Vorteile bringen.„
Um mehr über den 3D-Drucker mit beweglicher Plattform zu erfahren, können Sie die vollständige Pressemitteilung HIER einsehen.
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*Titelbildnachweis: USC Viterbi School of Engineering Youtube
