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Welche Lösungen für den kontinuierlichen 3D-Druck gibt es auf dem Markt?

Am 28. September 2023 von Michelle J. veröffentlicht
kontinuierlicher 3D-Druck

Automatisierung und fortlaufende Produktion werden in der Industrie immer wichtiger. Zahlreiche Unternehmen entwickeln Ansätze und Lösungen, ihre Workflows zu automatisieren und mit leistungsstarken Druckern zu arbeiten, die für den Schichtbetrieb im Dauereinsatz drucken können. Eine der Hauptideen in diesem Zusammenhang ist die Integration eines Fließbandes als Druckplattform, um Stücke von großer Länge herzustellen oder kleinere Teile in Serienproduktion. Daneben gibt es auch noch andere Lösungen, um einen kontinuierlichen 3D-Druck sicherzustellen. Automatisierte Fertigungssysteme, in denen Druck und Nachbearbeitung erfolgt, ermöglichen die Herstellung, ohne dass der Prozess unterbrochen werden muss. Die untenstehende Liste gibt Ihnen einen Einblick, welche Technologien und Systeme derzeit auf dem Markt zu finden sind und einen kontinuierlichen 3D-Druck ermöglichen.

3D Systems – Figure 4

Der Figure 4 von 3D Systems ist eher eine Produktionsplattform als ein 3D-Drucker. Es handelt sich um eine modulare Lösung, die die Kombination mehrerer Maschinen oder „konfigurierbarer Einheiten“, wie der Hersteller erklärt, ermöglicht, egal ob es sich um einen 3D-Drucker oder Lösung zur Nachbearbeitung handelt. Von einer speziellen Steuerzelle aus kann der Benutzer bis zu 16 Harzdrucker miteinander kombinieren, um ein halbautomatisches System zu schaffen und das Volumen der erstellten Teile zu erhöhen.

kontinuierlichen 3D-Druck

Bild: 3DSystems

3D Systems – DP Polar

Das deutsche Unternehmen DP Polar, das schon früher auf unserer Liste der kontinuierlichen 3D-Drucker stand, wurde im Herbst 2022 von 3D Systems übernommen. Die Entwürfe des Unternehmens waren jedoch nicht umsonst, denn der neueste Drucker, der ihren Namen und ihre Technologie trägt, befindet sich noch in der frühen Entwicklungsphase. Unter dem Mantel von 3D Systems scheint die bemerkenswerte High-Speed Rotative AM (HSR AM) Technologie von DP Polar weiterentwickelt worden zu sein. Die Hauptprämisse ist eine kontinuierlich rotierende Hochgeschwindigkeits-Bauplattform mit trennbaren, austauschbaren Segmenten, die einen konstanten Ausstoß ermöglicht. Darüber hinaus ermöglichen die integrierten Technologien eine nahtlose Interaktion mit ERP-Systemen für eine bessere Qualitätssicherung. Darüber hinaus sind die Vor- und Nachbearbeitungselemente innerhalb des Systems automatisiert. Von der Materialbeschaffung über die Ausrichtung, das Schneiden und die Entnahme der Teile ist der DP Polar so konzipiert, dass nur minimale menschliche Eingriffe erforderlich sind. Mit einem tintenstrahlbasierten 3D-Drucksystem ermöglicht die Baugeschwindigkeit eine echte Massenproduktion von komplexen oder speziellen Teilen aus einer Vielzahl von Materialien und Farben. Weitere Informationen, einschließlich der Schritte für die Beantragung eines frühzeitigen Zugangs, sind auf der Website von 3D System erhältlich.

BlackBelt

Das Projekt des Blackbelt 3D-Druckers begann mit einer Crowdfunding-Kampagne, die in kurzer Zeit große Zahlen erreichte. Das BlackBelt 3D-Team war nicht das erste, das die Idee hatte, ein Förderband zu integrieren, aber es war das erste, das sie in die Praxis umsetzte. Der BlackBelt ist in der Lage, unter verschiedenen Winkeln, lange Teile, freitragend und in Serie zu drucken. Was die technischen Details angeht, so hat dieser 3D-Drucker eine maximale Druckhöhe von 340 mm, eine maximale Druckbreite von 340 mm und eine unendliche Drucklänge. Der 3D-Drucker kann einzeln erworben werden, in der Standalone-Version, die das Drucken in ergonomischer Höhe ermöglicht (einschließlich Controller und Stützkonstruktion), oder in der Rollentisch-Version, die das Drucken langer Teile ohne Einschränkungen ermöglicht (integriert einen Rollentisch, um lange Teile zu halten). Blackbelt arbeitet mit starren Materialien, obwohl es möglich ist, eine Erweiterung einzubauen, die den Druck von flexiblen Materialien ermöglicht.

Bild: TSG-Gruppe

Cosmix – MIRA

Der französische Hersteller Cosmix hat die MIRA-Lösung entwickelt, eine echte vernetzte Mikrofabrik für die industrielle additive Fertigung. Es handelt sich um ein System von FDM-3D-Druckern, die von einem vollautomatischen Roboter gesteuert werden. MIRA ist mit Sensoren ausgestattet, die die Qualität und Feuchtigkeit der Produktions- und Materiallagerbereiche in Echtzeit überwachen. Der Roboter automatisiert die Prüfung der 3D-gedruckten Teile, ihre Vorbereitung für die Montage und die Verpackung. Die Lösung ermöglicht eine Produktion rund um die Uhr, indem sie sich wiederholende industrielle Prozesse optimiert und die Produktion ohne menschliches Eingreifen beschleunigt.

Cosmix

Bild: Cosmix

Creality – 3DPrintMill

Der in Shenzhen ansässige Hersteller Creality hat ursprünglich eine Kickstarter-Kampagne für das 3D-Drucker-Projekt gestartet. Die sogenannte 3DPrintMill ist eine Maschine, die ein Fließband aus Nylon integriert und die Herstellung von Teilen mit unendlicher Länge ermöglicht, wobei der längste Druck bisher sechs Meter betrug. Die 3DPrintMill ist auch in der Lage, den Druckprozess bei einem Stromausfall fortzusetzen, und ermöglicht die Erkennung des Endes des Filaments, um die Spule zu wechseln, ohne das Teil zu beeinträchtigen. Sein maximales Druckvolumen beträgt 200 x 170 x ∞ mm, etwas weniger als der oben erwähnte BlackBelt. Dieser 3D-Drucker ist ebenfalls ideal für die Massenproduktion ohne Aufsicht, da sich die Teile beim Vorlauf des Bandes automatisch ablösen und in einen Behälter fallen.

Bild: Creality

Formlabs – Form Auto

Die von Formlabs entwickelte Lösung Form Auto ist kein 3D-Drucker im eigentlichen Sinne: Es handelt sich um eine Erweiterung, mit der Sie den Druckprozess automatisieren können, indem Sie die Teile automatisch von der Platte entfernen und den nächsten Druckvorgang starten. Form Auto ist mit den Geräten Form 3 und Form 3+ kompatibel. Es sammelt die Teile in einem UV-beständigen Behälter; diese können dann zum Form Wash geschickt werden, um mit der Nachbearbeitung zu beginnen. Diese Lösung vermeidet lange Stehzeiten der 3D-Drucker und ermöglicht einen kontinuierlichen Produktionsfluss und mehr Freiheit für den Bediener.

Form Auto

Bild: Formlabs

HP – Jet Fusion 4200

Der HP Jet Fusion 4200 ist ein industrieller 3D-Drucker, der sich ideal für die Herstellung von Funktionsprototypen und die Produktion von Kleinserien eignet. Er ermöglicht es, je nach Anwendungsfall einen Druckmodus zu wählen, bei dem die mechanischen, funktionalen oder ästhetischen Eigenschaften des Teils, die Präzision oder die Geschwindigkeit im Vordergrund stehen. Der HP Jet Fusion 4200 verfügt über ein integriertes Qualitätskontrollsystem, dessen Ergebnisse auf dem Touchscreen des Druckers angezeigt werden. Dank seiner Konnektivität ermöglicht er eine Fernsteuerung. Der Drucker verfügt außerdem über ein schichtweises thermisches Kontrollsystem, das vorausschauende Voxel-für-Voxel-Korrekturen ermöglicht. Darüber hinaus verfügt das Gerät über ein System zum Auspacken und Sammeln von Materialien sowie über Systeme, die Materialien automatisch mischen und einlegen. Darüber hinaus gibt es ein Modul für die Schnellkühlung. Für den kontinuierlichen 3D-Druck sind zwei HP Jet Fusion 3D-Fertigungseinheiten erforderlich. Die gerade verwendete Einheit wird nach Abschluss des Druckvorgangs automatisch zur Kühlung abtransportiert.

HP Jet Fusion

Bild: HP

iFactory3D – One

Das deutsche Startup iFactory ist ein Hersteller von Desktop-3D-Druckern auf Basis der FDM-Technologie, der im Jahr 2020 einen Fließband-3D-Drucker entwickelt hat. Diese Maschine mit dem Namen iFactory One ermöglicht es, Teile beliebiger Länge und in hohen Stückzahlen ohne Unterbrechung zu drucken. Dies ist einer der wenigen 3D-Drucker auf dem Markt, der über eine Fließband-Bauplatte verfügt. Diese Funktion ist der Schlüssel für den kontinuierlichen 3D-Druck. In der Tat kann man sagen, dass sein Bauvolumen 180 mm x 290 mm x unendlich (in der Länge) ist. Zusätzlich kann die 0,4 mm Wechseldüse eine Temperatur von 260 Grad erreichen und mit einer Geschwindigkeit von 200 mm/s drucken. Zu den kompatiblen Filamenten gehören PLA, PETG, PC, TPU, NYLON oder ABS.

Bild: iFactory

Mosaic Manufacturing – Array

Der Array des in Toronto ansässigen 3D-Druckherstellers Mosaic stützt sich auf drei Säulen der Funktionalität: hoher Durchsatz, niedrige Kosten und minimale Ausfallzeiten. Der Schrankdrucker ist mit vier Element / HT 3D-Druckern ausgestattet, die acht Materialien pro Drucker bzw. insgesamt 32 Materialien, darunter Hochleistungspolymere wie PEEK oder PEKK, verarbeiten können. Neben einem Lagerwagen für die Ablage der fertigen Drucke ist der Automatisierungsprozess für den kontinuierlichen Druck von bis zu 40 separaten Druckbetten ausgelegt. Ein hinter den Kulissen arbeitender Roboterarm ist in der Lage, Druckbetten automatisch zu wechseln, fertige Produkte zum Lagerwagen zu bringen und sogar Materialien auszutauschen. Der Hersteller gibt an, dass der Gesamtautomatisierungsgrad der Roboteranlage den Durchsatz um das Zehnfache erhöht und die Kosten pro gedrucktem Teil um bis zu 95 % reduziert, je nach Materialtyp. Neben der Maschine können auch der Arbeitsablauf und die Verwaltung der verschiedenen Drucke mit der Mosaic Management-Software Canvas gesteuert werden. Um sein Engagement für Qualität zu unterstreichen, entsendet Mosaic Spezialisten zur Einrichtung und Schulung der Benutzer bis hin zur ersten Massenproduktion auf Kundenseite. Die Preise sind auf Anfrage auf der Website des Herstellers erhältlich.

Array Mosaic

Bild: Mosaic

PowerBelt3D- Ender EZ Belt

Der Ender EZ Belt ist ein DIY-FDM-3D-Drucker des US-Herstellers PowerBelt3D für den kontinuierlichen Druck. Das Ender EZ Belt-Projekt wurde ins Leben gerufen, um den Ender-3-Drucker zu verbessern, indem er mit dem zusätzlichen Gleitdruckbett vollautomatisiert wird. Das Formula32-Gleitbett wurde nach 28 Monaten des Ausprobierens entwickelt, um ein kostengünstiges und dennoch haltbares Druckbett zu schaffen. Das Open-Source-Projekt ist ideal für Maker und macht es möglich, den kompletten 3D-Drucker für 250-450 $ zu erwerben, je nachdem, woher die Komponenten stammen.

Prusa – Pro Afs

Prusa Research wurde als kleines Ein-Mann-Unternehmen von Josef Průša, einem tschechischen Hobbyisten, gegründet und ist heute einer der bekanntesten Namen in der 3D-Druckbranche. Das Unternehmen wurde 2009 in Prag, Tschechien, gegründet und entwickelte sich schnell zu einem der führenden 3D-Druckunternehmen. Der Prusa Pro Afs ist ein eigenständiges Farmsystem, eine Lösung der nächsten Generation für Rapid Prototyping und Kleinserien. Er verfügt über eine einfach zu bedienende Schnittstelle und einen Touchscreen, was ihn zum perfekten Drucker für jedes Niveau macht. Einige der Vorteile des Prusa Pro Afs gegenüber anderen FDM-Maschinen sind seine Fähigkeit, die Produktion zu starten, sobald Sie eine Datei laden, eine breite Palette von kompatiblen Materialien oder seine einfache Wartung.

Bild: Prusa

Robot Factory: Silver Belt

Das italienische Unternehmen Robot Factory stellt seit 2011 3D-Drucker her. Eines seiner Vorzeigemodelle heißt Silver Belt: Es handelt sich um einen FDM-Bausatz, der einen um 45° geneigten Extruder hat. Ein Winkel, der ein trägerloses und kontinuierliches Drucken ermöglicht. Was die eigentlichen Eigenschaften des 3D-Druckers betrifft, so hat dieser ein Druckvolumen von 270 x 300 mm auf der XY-Achse – es gibt also keine Längenbegrenzung. Nach Angaben des Herstellers lässt sich das Gerät schnell und einfach zusammenbauen, sodass mehrere Serienteile oder große Objekte problemlos entworfen werden können. Robot Factory bietet auch die entsprechende, bereits zusammengebaute Version, Sliding-3D, an.

Stratasys: Continuous Build

Stratasys ist der weltweit führende Anbieter von 3D-Druck und additiven Lösungen, Materialien und Dienstleistungen. Das Unternehmen bietet einen Continuous-Build-3D-Drucker mit skalierbarer Druckkapazität an, der in der Lage ist, Teile kontinuierlich auf einem Raster von Baueinheiten zu produzieren, ohne den Ruf von FDM für Wiederholbarkeit und Zuverlässigkeit zu beeinträchtigen. Stratasys behauptet, dass ihr Continuous Build 3D-Drucker in der Lage ist, ein bis tausende von Teilen einfach und ohne Unterbrechung zu drucken. Der Continuous Build 3D-Drucker ist mit einer automatischen Druckvorbereitung und Einrichtung durch die SKYLAB Software ausgestattet. Der 3D-Drucker ist kompatibel mit ABS-Materialien und einer Baugröße von 12 cm3. Stratasys entwickelte außerdem den Stratasys J55, eine PolyJet 3D-Drucklösung, die mit einer rotierenden Plattform und einem stationären Druckkopf ausgestattet ist und sich damit ebenfalls für den kontinuirlichen 3D-Druck eignet.

kontinuierlichen 3D-Druck

Tiertime – X5

Tiertime ist ein chinesisches Unternehmen, das sich schon früh einen Namen mit der Herstellung von 3D-Druckern und Lösungen für Prototypen-Fertigung gemacht hat. Der X5 ist ein Drucker, der mit insgesamt zwölf Druckbetten geliefert wird und in der Lage ist, bis zu acht Druckbetten automatisch auf seine Bauplattform zu legen und während des Druckvorgangs nachzuladen. Dadurch ermöglicht der X5 einen kontinuierlichen 3D-Druck von kleinen Serien. Die Druckaufträge können allerdings auch unabhängig voneinander sein und beispielsweise von verschiedenen Personen in Auftrag gegeben werden. Der X5 arbeitet diese Aufträge in der Warteschlange dann kontinuierlich ab. Mit einer Geschwindigkeit von max. 200 mm/sek druckt der X5 Kleinteile mit Abmessungen von 180 x 230 x 200 mm. Das Verfahren beruht auf Extrusion, konkret handelt es sich dabei um Melted Extrusion Modelling (MEM). Für mehr Sicherheit und die Reduktion von giftigen Emissionen, ist der Tiertime X5 mit einem dualen Hepa- und Aktivkohlefilter ausgestattet.

Triditive – Amcell 8300

Der 3D-Drucker Amcell 8300 ist eine Roboterzelle, die der additiven Fertigung gewidmet ist, konkreter für die Massenproduktion von hochkomplexen, präzisen Fertigteilen. In Verbindung mit der EVAM-Software stellt er eine echte Plattform für die Massenproduktion dar, die es ermöglicht, Fertigungsaufträge zu verwalten, Prozesse zu überwachen und Rohmaterial zu kontrollieren. Die Kalibrierung jedes Druckkopfs ist ebenso automatisiert wie der Auswurf der bedruckten Teile und deren Transport zum automatischen Lagermodul des Herstellers, TRACED. Die Rückverfolgbarkeit der Teile ist ebenfalls gewährleistet. All diese Funktionen garantieren den Erfolg des kontinuierlichen 3D-Drucks. Der Amcell 8300 mit den Abmessungen 3,4 x 2 x 2 m kann 8 Tonnen Metall pro Jahr drucken. Er kann Teile in einem Bereich herstellen, der sich über 300 mm erstreckt, bei einer maximalen Höhe von 350 mm. Der Durchmesser der Düse reicht von 0,4 bis 0,8 mm. Der Amcell 8300 druckt Schichten mit einer Mindesthöhe von 30 Mikrometern. Er verfügt über 8 Roboter und sein beheiztes Gehäuse verfügt über ein Temperaturkontrollsystem sowie einen Filtermechanismus. Die Druckplatte kann bis zu 150°C erreichen. Der 3D-Drucker ist mit vielen Polymermaterialien kompatibel: ABS, ASA, CPE, HIPS, IGLIDUR I150-PF, PA,PC, PETG, PLA, TPU, VYNIL. Unter den Verbundstoffen finden sich folgende Kompatibilitäten: PA+ARAMIDE, PA+CF, PC+ABS, PC+PBT. Ebenso können diese Metalle verarbeitet werden: SS316L, SS17-4PH, Inconel, Titan.

Triditive Amcell

Bild: Triditive

Voxeljet – VX1000 HSS

Der VX1000 HSS ist ein industrieller Polymerdrucker, der als wirtschaftliche und additive Alternative zum Spritzguss eingesetzt werden kann. Er ist für den Dauereinsatz in der industriellen Produktion geschaffen und durch den Wegfall unnötiger Standzeiten beim Formenwechsel für die Massenfertigung im Schichtbetrieb geeignet. Er verfügt über ein Bauvolumen von 215 l und stellt per Polymer-High-Speed-Sintering-Verfahren Bauteile von 100 x 540 x 400 mm her. Obwohl der VX1000 HSS standardmäßig für die Verarbeitung von PA12 konzipiert wurde, können auch weitere Materialien nach einer Qualifizierung zum Material-Portfolio hinzugefügt werden. Der VX1000 HSS eignet sich für die Fertigung von anspruchsvollen Polymerbauteilen in industriellem Maßstab, kleine und mittlere Losgrößen und auch für den Prototypenbau. Durch das automatisierte System ist ein kontinuierlicher Druck möglich.

Voxeljet VX1000 HSS

Bild: Voxeljet

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