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Wir präsentieren den neuen ALTRA 280: Der ultimative Industrie-3D-Drucker für hohe Temperaturen

Juli 3, 2024Juli 2, 2024

ALTRA 280 the ultimate high temperature machine

Der ALTRA 280, unser neuestes Modell, ist ein schneller, zuverlässiger, großflächiger und hoch automatisierter Hochtemperaturdrucker, der komplexe Teile in Produktionsqualität in großem Maßstab druckt.

Die Maschine ist für die anspruchsvollsten Anwendungen konzipiert. Sie verfügt über eine vollständig geschlossene Hochtemperatur-Druckumgebung, bis zu vier hochmoderne DSX-Extruder, ein offenes Materialsystem, das mit BigRep und Filamenten von Drittanbietern kompatibel ist, und ein riesiges Bauvolumen. Dank dieser erstklassigen Funktionen eignet sich die Maschine als leistungsstarkes 3D-Druckwerkzeug für Branchen, die von der Luft- und Raumfahrt über das Militär und die Verteidigung bis hin zur Automobilindustrie reichen.

Ein industrielles Kraftpaket aus der HAGE3D-Übernahme

Der aus der Übernahme von HAGE3D hervorgegangene ALTRA 280 ist in der europäischen Region unter dem Namen PRECISE bekannt. HAGE3D ist ein österreichisches Unternehmen mit 40 Jahren Erfahrung im Bereich der Hochtechnologie und hat sich auf großformatige Hochtemperaturmaschinen spezialisiert. Die Übernahme hat die Position von BigRep in der Branche weiter gestärkt und unsere Marktreichweite erweitert, da wir nun ein komplettes Spektrum an Nieder- bis Hochtemperaturlösungen für unsere Kunden anbieten können.

Höhepunkte des BIGREP ALTRA 280

Der großzügige Bauraum

Mit seinen Abmessungen von 500 mm x 700 mm x 800 mm und einem Bauvolumen von 280 Litern kann der ALTRA 280 komplizierte, vollwertige Prototypen und Endverbrauchsteile herstellen. Der geschweißte Rahmen, die Kugelumlaufspindeln und die Servomotoren gewährleisten Präzision und Wiederholgenauigkeit in Industriequalität.

Hochtemperaturfähigkeiten

Die Baukammer und das Druckbett erreichen eine Temperatur von bis zu 180°C und ermöglichen die Verwendung von Hochleistungsmaterialien wie ULTEM 9085 und PEEK. Diese Fähigkeit verbessert die mechanischen Eigenschaften, die Funktionalität und die Maßhaltigkeit der gedruckten Teile.

Zuverlässige DSX-Extruder

Ausgestattet mit bis zu vier DSX-Extrudern (Direkt synchronisierte Extruder), die bei 450°C drucken können, sorgt der ALTRA 280 für ununterbrochene Produktivität und komplexe Drucke mit zwei Extrudern und ihren jeweiligen Backup-Optionen.

Vollautomatischer Schnellstart

Der ALTRA 280 zeichnet sich durch automatische Funktionen wie Druckbettkalibrierung und Echtzeit-Fernüberwachung aus, sodass Benutzer den Druckvorgang auf Knopfdruck starten können und ein kontinuierlicher 24/7-Betrieb gewährleistet ist.

Beheiztes Vakuumdruckbett

Das Vakuumdruckbett mit materialspezifischen Oberflächen verbessert das Druckergebnis, indem es eine sichere Haftung und eine einfache Entfernung der Drucke gewährleistet und eine homogene Temperaturverteilung für präzise und komplizierte Teile aufrechterhält.

Gleichmäßige Temperaturverteilung

Die konstante Temperaturkontrolle sorgt für exzellente Drucke und hochleistungsfähige Teile und vermeidet Delaminationen und Inkonsistenzen, die bei anderen 3D-Druckern üblich sind.

Der ALTRA 280 revolutioniert Arbeitsabläufe in allen Branchen

Ob in der Luft- und Raumfahrt oder in der Fertigungsindustrie, dieser leistungsstarke industrielle 3D-Drucker bietet unübertroffene Präzision, Automatisierung, Geschwindigkeit und Vielseitigkeit. Ob Sie nun innovative Teile in Luft- und Raumfahrtqualität herstellen, funktionale Prototypen iterieren oder robuste Werkzeuge intern produzieren möchten - der ALTRA 280 ist die ultimative Lösung für die Modernisierung Ihrer Produktionsstätte.

1. Teile für die Luft- und Raumfahrtindustrie
Drucken Sie mit dem ALTRA 280 Teile, die für die Luft- und Raumfahrtindustrie geeignet sind. Dieser fortschrittliche 3D-Drucker verwendet Hochleistungsmaterialien, um starke, leichte und sichere Teile herzustellen. Seine außergewöhnliche Präzision, Wiederholbarkeit und Auflösung ermöglichen Innovationen in jeder Phase des Design- und Produktionsprozesses.

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2. Funktionsprototypen
Testen und validieren Sie Ihre Entwürfe vor der endgültigen Produktion mit dem ALTRA 280. Sein offenes Materialsystem ermöglicht es Ihnen, aus einer Vielzahl von Filamenten zu wählen, um eine genaue Replikation des Endprodukts zu gewährleisten. Diese Flexibilität beschleunigt die Iteration, reduziert die Herstellungskosten und verkürzt die Markteinführungszeit.

3. Langlebige Werkzeuge
Mit dem ALTRA 280 können Sie kosteneffizient und schnell Werkzeuge für Ihr Unternehmen herstellen, einschließlich Vorrichtungen und Halterungen. Seine Hochtemperaturfähigkeiten ermöglichen die hausinterne Herstellung von widerstandsfähigen und geometrisch komplexen Werkzeugen. Umgehen Sie die traditionellen Fertigungsbeschränkungen und drucken Sie effizient Werkzeuge auf Abruf.

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Offenes Materialsystem Druckt mit allen kompatiblen Filamenten

Das Materialsystem des ALTRA 280 ist, wie bei allen BigRep Maschinen, offen für Innovationen. So können Sie mit jedem kompatiblen 3D-Filament drucken, egal ob es von BigRep oder einem Drittanbieter stammt, was neue Anwendungen und Möglichkeiten eröffnet.

Der 3D-Drucker ist vollständig mit dem BigRep Filamentsortiment kompatibel, das industrietaugliche Materialien umfasst, die eine Reihe von Bedürfnissen abdecken, von kostengünstigen, allgemein verwendbaren Materialien bis hin zu speziellen technischen Materialien. Diese Filamente werden unter sorgfältig kontrollierten Bedingungen hergestellt, um einen einheitlichen Durchmesser und eine konsistente Zusammensetzung zu gewährleisten, was eine zuverlässige und gleichmäßige Extrusion garantiert.

Kompatible 3D-Druckmaterialien

PC (Polycarbonat)
PC ist bekannt für seine hohe Festigkeit, Stoßfestigkeit und Transparenz und eignet sich ideal für die Herstellung robuster, langlebiger Teile.

PC-ABS
Kombiniert die Festigkeit und Hitzebeständigkeit von PC mit der Flexibilität von ABS, das vor allem in der Automobil- und Elektronikindustrie eingesetzt wird.

PC-FR
Eine flammhemmende PC-Variante, die sich perfekt für Anwendungen eignet, die strenge Brandschutznormen erfordern.

PC-CF
Mit Karbonfasern verstärktes Polycarbonat, das überragende Steifigkeit und Festigkeit bietet.

PA6, PA12 (Nylon)
Diese Materialien sind für ihre Widerstandsfähigkeit, chemische Beständigkeit und Langlebigkeit bekannt und eignen sich hervorragend für mechanische Teile und Funktionsprototypen.

PA6-CF, PA12-CF
Nylon mit Kohlefaserverstärkung, das für eine hohe Festigkeit und ein geringes Gewicht der Teile sorgt.

PA12-GF
Mit Glasfasern verstärktes Nylon, das eine höhere Steifigkeit und Formstabilität bietet.

CoPA
Ein Nylon-Copolymer, das die besten Eigenschaften verschiedener Nylonsorten für eine Vielzahl von Anwendungen kombiniert.

ABS
Ein weit verbreiteter Thermoplast, der für seine Widerstandsfähigkeit und Stoßfestigkeit bekannt ist und sich ideal für Prototypen und Endverbraucherteile eignet.

ASA
Ähnlich wie ABS, aber mit besserer UV-Beständigkeit, ideal für Außenanwendungen.

ABS-FR
Flammhemmendes ABS für Anwendungen, die Brandsicherheit erfordern.

ABS-ESD
Elektrostatisch ableitfähiges ABS wird in Gehäusen für Elektronik und empfindliche Geräte verwendet.

TPU
Ein flexibles und haltbares Material für Teile, die Elastizität erfordern.

TPC
Bekannt für seine Flexibilität und chemische Beständigkeit, geeignet für anspruchsvolle Anwendungen.

PETG
Ein haltbares, leicht zu bedruckendes Material mit guter chemischer Beständigkeit.

PLA
Ein biologisch abbaubares, umweltfreundliches Filament für allgemeine Druckzwecke.

HT-PETG
Hochtemperatur-PETG mit erhöhter Hitzebeständigkeit und Haltbarkeit.

PCTG
Eine modifizierte Version von PETG, die eine verbesserte Stoßfestigkeit bietet.

PP (Polypropylen)
Leicht, flexibel und beständig gegen Ermüdung und Chemikalien, ideal für Scharniere und Behälter.

PP-GF
Mit Glasfasern verstärktes Polypropylen ist für seine hohe Festigkeit und Steifigkeit bekannt.

PEKK, PEEK (Polyetheretherketon)
Hochleistungsmaterialien garantieren außergewöhnliche mechanische Eigenschaften und Beständigkeit gegen extreme Temperaturen und Chemikalien.

PPSU, PSU (Polysulfon)
Hochleistungsthermoplaste mit ausgezeichneter chemischer Beständigkeit und thermischer Stabilität.

PAEK (Polyaryletherketon)
Bekannt für seine mechanische Festigkeit und chemische Beständigkeit, geeignet für Anwendungen mit hoher Beanspruchung.

PEI (ULTEM)
Ein Hochleistungspolymer mit ausgezeichneter thermischer, chemischer und Flammenbeständigkeit.

Der ultimative Hochtemperatur-3D-Drucker

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Mit einem großen Bauvolumen, Hochtemperaturfähigkeiten, unbegrenzten Materialoptionen und Funktionen, die bei jedem Druck zuverlässige Ergebnisse liefern, ist dieser Drucker ein industrielles Kraftpaket.

Der ALTRA 280 bietet alles in einem - einen glühend heißen, großen, schnellen und zuverlässigen 3D-Drucker, der komplexe Teile in Produktionsqualität ohne Kompromisse liefert.

Die ultimative Hochleistungsmaschine.

Der ALTRA 280 ist ein leistungsstarkes industrielles Kraftpaket mit einem enormen Bauvolumen. Mit bis zu 4 hochmodernen Extrudern bietet er unerreichte Zuverlässigkeit. Die Hochtemperaturfähigkeiten ermöglichen 3D-Druck auf höchstem Niveau für anspruchsvolle Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, im Verteidigungssektor und in der Automobilindustrie. Der ALTRA 280 ist alles auf einmal - eine große, schnelle, zuverlässige Hochtemperatur-Industriemaschine. Er liefert komplexe Teile in Produktionsqualität ohne Kompromisse.

BigRep ALTRA 280

Die ultimative Hochleistungsmaschine.

BigRep ALTRA 280

Über die Autorin:

Natasha Mathew

Texterin

Natasha Mathew probiert gern Neues aus – und derzeit ist sie besessen vom 3D-Druck. Ihre Leidenschaft, komplexe Konzepte in einfacher Sprache zu erklären, und ihr Hang zum Geschichtenerzählen hat sie dazu bewegt, Autorin zu werden. Im Zuge ihrer 7-jährigen Autorenkarriere hat sie über unterschiedlichste Themen geschrieben. Wenn sie gerade mal nicht mit dem Schreiben beschäftigt ist, widmet sich ihren Hobbies: Lesen, Basteln, Spinning und Reisen. Und über sich selbst schreibt sie in der dritten Person.

Der 3D-gedruckte Kronleuchter “Hedron Pendant” stellt herkömmliche Deckenleuchten in den Schatten

Juni 20, 2024Juni 20, 2024

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Ben Mickus, ein preisgekrönter Designer und Architekt, hat mit "Hedron" eine Deckenleuchte entworfen und 3D-gedruckt, die modernen Kronleuchtern um Lichtjahre voraus ist.

Das Design ist von der in der Natur vorkommenden Geometrie inspiriert. Verträumtes, ätherisches Licht. Zeitlose Ästhetik mit Farbverlauf. Dies sind einige der Bilder, die der 3D-gedruckte Hedron-Kronleuchter von Ben Mickus hervorruft. Der Kronleuchter vereint Komplexität mit Verspieltheit und lädt Sie ein, einen eleganten Raum zu betreten, in dem futuristisches Design durch eine bewusste Herstellungswahl zelebriert wird.

Ben Mickus gründete Mickus Projects, ein 15 Jahre altes multidisziplinäres Designstudio, das sich auf Möbel, Beleuchtung, Architektur und Designstrategie spezialisiert hat. Seine Designkenntnisse hat er bei dem renommierten Architekturbüro Diller Scofidio + Renfro in New York bei großen Kulturprojekten erworben.

Ben hat im Laufe der Jahre verschiedene forschungsbasierte Prototyp-Projekte in den Bereichen Möbel, Architektur und Beleuchtung durchgeführt. Bei seinem neuesten Projekt im Bereich der Innenbeleuchtung, dem Hedron, hat er sich mit dem 3D-Druck von Biokunststoffen beschäftigt.

$C:\Users\n.mathew\OneDrive - BigRep GmbH\Desktop\Ben Mickus' Hedron printed with a BigRep$

Die Entstehung des Hedron

In Anlehnung an das geometrische Design von Polyedern schuf Ben den Hedron mit einem besonderen Effekt, der das Auge täuscht. Man kann hinein und hindurch schauen, ohne die Lichtquelle im Inneren zu sehen. Dieser geometrische Trick lässt den Hedron aussehen, als würde er von innen heraus leuchten. Die aus lichtdurchlässigem BigRep PLX gedruckten Wände sind an den Rändern dünner und genau abgewinkelt, sodass das Licht zweimal reflektiert wird und ein helles bis dunkles Umgebungslicht entsteht. Auf fast magische Weise ist das Licht blendfrei und ohne Schatten.

"Die Idee für diese Leuchte begann mit der Form eines Polyeders. Ein facettenreiches, dreidimensionales Objekt, das eine sehr interessante Form hat, die natürlich gekrümmt ist. Wie ein Schildkrötenpanzer, ein Insektenauge oder ein Fußball - all diese Dinge basieren auf Polyedern, bei denen die Kurve des Auges zwischen Sechsecken und Fünfecken wechselt", erklärt Ben.

close up of the hedron 3d printed chandelier with a bigrep printer designed by ben mickus

Durch parametrisches Modellieren konnte er die Winkel der einzelnen Oberflächen detailliert iterieren und anpassen, um das perfekte Ergebnis zu erzielen.

“Ich habe es parametrisch modelliert, damit der Winkel all dieser Oberflächen sorgfältig und präzise kontrolliert werden konnte, sodass man die Glühbirne nicht sehen kann, egal von welcher Seite man auf die Leuchte schaut.”

3D-Druck erhellt den Weg

Bens Prototyp wurde mit dem großen 3D-Drucker von BigRep - dem BigRep STUDIO - umgesetzt. Die Wahl des Biokunststoffs PLX, der für seine Biokunststoffbeschaffenheit und Oberflächenqualität bekannt ist, war eine bewusste Entscheidung.

“Die überlegene Oberflächenqualität von PLX war der beste Teil. Und es ist das einzige Filament, das keine Erdölprodukte verwendet, was für mich ein wirklich großes Plus war.”

close up of the hedron 3d printed chandelier on a bridge with a bigrep printer designed by Ben Mickus

Der Druckprozess war eine Herausforderung für sich, insbesondere wenn es darum ging, einen einteiligen Druck mit gestreifter Textur und komplexer Form zu erzielen. Das große Bauvolumen des BigRep 3D-Druckers war von entscheidender Bedeutung, um das komplizierte Design in Originalgröße zu produzieren und gleichzeitig mit verschiedenen Materialien zu experimentieren, bevor die endgültige Wahl auf PLX fiel. Ben ließ sich von verschiedenen Nachbearbeitungsmethoden inspirieren und beschichtete die Halterung mit einer Versiegelung auf Keramikbasis, um ein mattes Aussehen zu erzielen.

Durch Funktionalität aufgewertetes Design

Das Design des Hedron überzeugt nicht nur durch seine Ästhetik, sondern auch durch seine Zweckmäßigkeit. Die Leuchte ist so konzipiert, dass sie an einer verdeckten Halterung im Inneren des Stiels hängt. Die Leuchte lässt sich leicht anbringen und abnehmen, ohne dass Befestigungselemente, Kleber oder zusätzliche Hardware benötigt werden. Ben erklärt: "Der gesamte Schirm wird einfach angehoben, um 60 Grad gedreht und dann aus einer Art Dreipunktschlitz im oberen Teil der Leuchte herausgezogen." Diese kundenspezifische Komponente ist ein ausgezeichnetes Beispiel dafür, wie DfAM (Design für Additive Fertigung) Komponenten für bessere Produkte mit weniger Montageaufwand konsolidieren kann.

Ben Mickus' Hedron chandelier 3d printed with a BigRep

Eine strahlende Zukunft vor sich

Der Hedron wird am 20. Juni auf der Light Design Expo in San Francisco vorgestellt, die von der Illuminating Engineering Society (IES) gesponsert wird. Die Veranstaltung ist für Ben eine Plattform, um den Puls der Industrie zu fühlen. Er hofft, dass dies dazu beitragen wird, den Hedron in die Massenproduktion zu bringen.

Ben ist hinsichtlich des Potenzials der Leuchte sehr zuversichtlich und freut sich auf die Resonanz. Halten Sie Ausschau nach seinem futuristischen Hedron auf der Light Design Expo und anderen Veranstaltungen.

Ben Mickus' Hedron chandelier printed with a BigRep outdoors.

Über die Autorin:

Natasha Mathew

Texterin

3D-Druck im Bildungswesen: Der BigRep STUDIO öffnet neue Wege des Lernens

Mai 2, 2024

Integrieren Sie den 3D-Druck in den Unterricht mit dem BigRep STUDIO, einem Großformatdrucker, der Studenten und Forschern mit seiner hochmodernen Technologie, der führende Unternehmen der Branche vertrauen, zum Erfolg verhilft.

Der 3D-Druck ist auf praktisches Lernen ausgerichtet. Mit diesem pädagogischen Werkzeug können ehrgeizige Studenten und Forscher von Konzepten zu physischen Modellen gelangen und sich so auf den Erfolg in der realen Welt vorbereiten. Die Technologie wird weithin eingesetzt, um vielversprechende Forschungsergebnisse durch hochpräzise Teile aus einer Vielzahl von Materialien für Studienbereiche wie Ingenieurwesen, Kunst und Design zu gewährleisten. Während die meisten Einstiegs-3D-Drucker auf dem Markt bequem auf einen Schreibtisch passen, vervielfacht sich die uneingeschränkte Freiheit, neue Ideen zu erforschen, wenn das Bauvolumen größer wird.

Mit einem großzügigen Bauvolumen von 1000 x 500 x 500 mm ist der BigRep STUDIO 10 Mal so groß wie ein herkömmlicher Desktop-3D-Drucker. Er ist ein massiver, zuverlässiger und für die Ausbildung geeigneter 3D-Drucker, der Studenten den Übergang vom Desktop-Drucker zu einer professionellen, industrietauglichen Maschine ermöglicht. Viele führende Universitäten auf der ganzen Welt haben den STUDIO im Einsatz und entdecken Anwendungen in fast allen akademischen und Forschungsdisziplinen.

Integrieren Sie den 3D-Großformatdruck in Ihren Lehrplan und reihen Sie sich damit in die Riege der Top-Universitäten ein

Warum der STUDIO ein erstklassiges

Bildungswerkzeug ist

Großzügiges Bauvolumen

Eine 1000 x 500 x 500 mm große Baukammer, in der Studenten und Forscher ihre Ideen in Originalgröße erforschen und testen können.

Eine sichere, vollständig geschlossene Baukammer

Die temperaturgesteuerte Produktionsumgebung sorgt für konsistente Drucke und einen sicheren, kontrollierten Zugang zum Druckbett.

Offene Materialplattform

Sie können mit kompatiblen Materialien von Drittanbietern drucken, einschließlich kohlenstofffaserverstärkter Kunststoffe, und so eine Vielzahl von Anwendungen in allen akademischen Bereichen nutzen.

Ununterbrochene Produktivität

Mit dem STUDIO können Sie rund um die Uhr ohne Unterbrechung drucken, sodass die Studenten selbst in den arbeitsintensivsten Zeiten Druckprojekte hintereinander planen und effizient experimentieren können.

Schulungs- und eLearning-Plattform

Studenten haben vollständigen Zugang zu Online-Kursen über die BigRep ACADEMY und zu persönlichen Schulungen von den Grundlagen bis zum Expertenlevel im 3D-Druck.

Platzsparendes Maschinendesign

Mit seinem schlanken Gehäuse passt der STUDIO in jede Arbeitsumgebung. Die Maschine lässt sich bequem über eine Standardsteckdose betreiben und hat einen relativ geringen Stromverbrauch.

Intuitive 3D-Drucksoftware

Die einfach zu bedienende, hochmoderne Softwarelösung gibt Studenten die vollständige Kontrolle über den Druckprozess, vom Design bis zur Drucküberwachung: BLADE, FLOW, und CONNECT.

Großformatiger 3D-Druck in verschiedenen akademischen Bereichen

Der natürliche Schnittpunkt zwischen dem STUDIO und der Bildung liegt im gemeinsamen Fokus auf groß angelegten Experimenten, kritischem Denken und Kreativität. Der 3D-Drucker vermittelt praktisches Lernen, indem er ein Testfeld für Experimente, Prototypen, physische Modelle und reale Anwendungen darstellt.

1. Ingenieurwesen

Der größte Vorteil des STUDIO für Studenten der Ingenieurwissenschaften und der fortgeschrittenen Fertigung ist seine Fähigkeit, mühelos große Teile mit komplexen Geometrien zu drucken. Designs, die mit traditionellen Fertigungsmethoden schwierig oder sogar unmöglich zu realisieren wären, sind für den 3D-Drucker eine Selbstverständlichkeit.

Studenten der Ingenieurwissenschaften können ihre Ideen schnell testen, iterieren und verfeinern und dank des offenen Materialsystems mit verschiedenen Filamenten experimentieren. Sie erhalten einen Einblick, wie die Materialeigenschaften das Design beeinflussen und wie sich die Herstellungsprozesse auf das Endprodukt auswirken. Dieses erfahrungsbasierte Lernen hilft den Studenten, ein intuitives Verständnis der Materialwissenschaft und der Herstellungsprinzipien zu entwickeln und stattet sie mit wertvollen Fähigkeiten für ihre zukünftige Karriere aus.

Hier finden Sie einige Anwendungsbeispiele von Universitäten, die BigRep 3D-Drucksysteme in ihren Forschungslabors einsetzen.

Helmut Schmidt University's Eleven-O-Six Racing Team 3D printed the steering wheel, entire bodywork, and a nose cone prototype.

Produktionsprozess für Hochleistungsfahrzeuge
Das Eleven-O-Six Racing Team, ein Rennsportteam der Helmut-Schmidt-Universität in Hamburg, nutzt einen BigRep 3D-Drucker, um herauszufinden, was dieser für die Produktion von Hochleistungsfahrzeugen leisten kann.

Prof. Dr.-Ing. Jens Wulfsberg, Inhaber des Lehrstuhls für Produktionstechnik (LaFT) und Leiter des Projekts, weist auf einen entscheidenden Vorteil von BigRep hin:

"Der Einsatz eines BigRep 3D-Druckers bietet eine schnelle Lösung, um ein schnelles Auto zu produzieren, denn wir haben kurze Zyklen für die Teileoptimierung. Mit jedem Optimierungszyklus wird das Auto besser und schneller. Das ist eine der direkten Folgen des Einsatzes der Maschine."

Schneller Prototypenbau
Dr. Mario Oertel und sein Team im Labor für fortgeschrittene Hydrauliktechnik an der Helmut-Schmidt-Universität verändern das Design von Wehranlagen mit BigRep 3D-Drucksystemen.

Teile für den Endverbraucher
Aalborg Engineers hat einen funktionalen Fahrradrahmen in einem Arbeitsgang 3D-gedruckt.

At Aalborg university, a fully functional bicycle frame was 3D printed, taking advantage of their BigRep 3D printer's large build volume.

Aerospace engineering
Die Aix-Marseille Université, eine der größten Universitäten Frankreichs, hat einen einzigartigen akkreditierten Studiengang in Luft- und Raumfahrttechnik mit BigRep 3D-Drucksystemen entwickelt.

implementing modern technology into the learning process to create a virtual reality assisted learning program.

2. Wissenschaften

Dank des großen Bauvolumens kann der STUDIO anatomisch genaue Darstellungen für Biologie- und Medizinstudenten erstellen und so eine realistische und immersive Lernerfahrung gewährleisten. Der 3D-Drucker kann bei der Entwicklung medizinischer Geräte eine entscheidende Rolle spielen, denn er ermöglicht es Forschern, Prototypen zu erstellen und innovative Gesundheitslösungen zu testen.

Ein weiterer Bereich, in dem die additive Fertigung einen wichtigen Beitrag leistet, ist die Visualisierung von Konzepten. Über das Gesundheitswesen und die Biologie hinaus unterstützen sie Umweltstudien und die geowissenschaftliche Forschung, indem sie Modelle zur Untersuchung von Ökosystemen, geologischen Formationen und Naturphänomenen erstellen.

Mit dem STUDIO lassen sich problemlos komplexe Komponenten und Prototypen für fortgeschrittene Forschungsprojekte in der Physik erstellen, die auf bestimmte Ziele zugeschnitten sind. Die Studenten können experimentelles Design, Datenerfassung und Analyse erleben. Ob es um die Herstellung von Modellen geht, die durch die Einwirkung natürlicher Kräfte getestet werden, oder um die Entwicklung innovativer Sensoren, die Studenten können die Möglichkeiten des FFF-3D-Drucks nutzen, um die Grenzen der wissenschaftlichen Erforschung und Entdeckung zu erweitern.

Students are looking at the 3D printed Rotor Blades

Jörg Alber, Doktorand an der TU Berlin, und Laurin Assfalg, Masterstudent an der TU Berlin, haben ein Rotorblatt einer Windkraftanlage mit dem 3D-Drucker hergestellt und Experimente durchgeführt, um eine alternative Herstellungsmethode zu finden. Indem sie mit dem 3D-Drucker von BigRep Rotorblätter in kleinerem Maßstab herstellten und optimierten, konnten sie mit verschiedenen Füllungen, Formen und Materialien experimentieren und diese unter simulierten realen Bedingungen testen.

Laurin Assfalg:

"Der 3D-Druck war eine überzeugende Option für die Herstellung der Rotorblätter, da er komplexe Formen erzeugen und die Leistung verbessern kann. Wir wollten ein Verfahren entwickeln, das sich auch für große Rotorblätter verwenden lässt."

3. Kunst

Im Kunst- und Designbereich bietet der STUDIO angehenden Künstlern die Freiheit und die praktischen Fähigkeiten, die sie benötigen, um ihren kreativen Visionen Leben einzuhauchen. Die Studenten können neue Techniken erforschen und mit Materialien experimentieren, um die Grenzen der traditionellen Kunstmedien zu überwinden. Einige der Bereiche, in denen die 3D-Drucker den Studenten einen Vorsprung verschaffen, sind Requisiten und Spezialeffekte, bildende Kunst, Skulpturen, Installationen und die Erhaltung von Kunst.

Die hohe Präzision der Maschine hilft den Studenten bei der Erstellung komplizierter Kunstwerke und ermöglicht es ihnen, sich mit digitalen Fertigungstechniken zu befassen und Technologie in Mischkunstprojekte zu integrieren. Welly Fletcher, Assistenzprofessor für Bildhauerei an der Kunstabteilung der University of New Mexico, schlug eine Brücke zur prähistorischen Höhlenkunst mit einer riesigen 3D-gedruckten löwenähnlichen Mischtechnikfigur mit einem BigRep Drucker.

Large-format 3D printed art sculpture by Welly Fletcher

Welly Fletcher’s sculpture ‘Trans Time’, an abstract depiction of a lion-like animal printed using a large-format BigRep 3D printer.

4. Architektur und Bauwesen

Das Studium der Architektur und des Bauwesens an einer Universität mit Zugang zu einem großen FFF-3D-Drucker bietet Studenten die Möglichkeit, ihre Entwürfe maßstabsgerecht zu prototypisieren. Dies hilft bei einer detaillierten Analyse der räumlichen Beziehungen, der strukturellen Integrität und der Designästhetik des Gebäudes. Das physische Modell kann schnell iteriert werden, um die perfekte Lösung für architektonische Herausforderungen zu finden.

Von komplexen architektonischen Merkmalen bis hin zu komplizierten Bauelementen - die Einbindung eines STUDIOs in den Prozess stärkt die interdisziplinäre Zusammenarbeit und Innovation. Architektur- und Baustudenten können gemeinsam an Projekten arbeiten, die architektonische Prinzipien mit technischem Fachwissen kombinieren.

Die aufwendige, zeitgenössische "Ancora Villa", die auf einem BigRep Drucker gedruckt wurde, ist ein komplexer architektonischer Entwurf mit einer fragilen Gesamtstruktur und vielen hochkomplizierten Details.

BigRep 3D Printed an elaborate architectural model, Villa Ancora, in 1:50 scale in just 5 days.

5. Archäologie und Paläontologie

Der FFF-3D-Druck kann die Zeit zurückdrehen, indem er Lebensformen, die ausgestorben sind, und Artefakte, die beschädigt wurden oder für immer verloren gegangen sind, nachbildet. Die Modelle bieten ein unvergleichliches Erlebnis, denn sie ermöglichen es den Schülern, etwas über die Vergangenheit zu lernen, indem sie sie in den Händen halten. Die Herstellung von Einzelstücken in kleinem oder großem Maßstab ist für den STUDIO ein Kinderspiel und die Studenten können aus einer Vielzahl von Materialien wählen. Nachbearbeitungstechniken wie Bemalen und Umwickeln des Teils sorgen für eine realistischere Darstellung.

CDM STUDIOS in Australien wurde beauftragt, innerhalb kürzester Zeit Skulpturen und Modelle von Dinosauriern und ausgestorbenen Haien zu erstellen. Mit einem BigRep 3D-Drucker waren sie in der Lage, 110 Modelle in nur 9 Monaten präzise nachzubilden.

3D printed Shark Model

6. Produktdesign

Der iterative Ansatz des 3D-Drucks ermöglicht es den Studenten, ihre Ideen zu testen und zu verfeinern und so wertvolle Erkenntnisse über Form, Funktion und Herstellbarkeit zu gewinnen. Indem sie den gesamten Designzyklus erleben—von der Konzeptentwicklung bis zum Prototyping - entwickeln die Studenten kritische Problemlösungsfähigkeiten und Design-Thinking-Methoden.

Der STUDIO ermöglicht die Überschneidung von Design, Ingenieurwesen und Materialwissenschaft, indem die Studenten mit anderen Studenten mit unterschiedlichem Hintergrund zusammenarbeiten, um komplexe Designaufgaben zu bewältigen. Durch diesen kollaborativen Ansatz gewinnen die Studenten ein tieferes Verständnis für die vielschichtige Natur des Produktdesigns und entwickeln die Fähigkeit, technische, ästhetische und nutzerzentrierte Überlegungen in ihre Entwürfe zu integrieren.

AM-Technologie der nächsten Generation für Absolventen der nächsten Generation

Der STUDIO bietet eine Lösung, die zu gleichen Teilen zuverlässig und offen für Experimente ist, entwickelt mit modernster Technologie, der Branchenführer vertrauen. Der 3D-Drucker erhöht die Chancen auf erfolgreiche Forschungsergebnisse erheblich, indem er mit einem benutzerfreundlichen, professionellen AM-Ökosystem hochpräzise Teile aus einer breiten Palette von Materialien druckt.

Auf dem heutigen umkämpften Arbeitsmarkt bietet die praktische Erfahrung mit professionellen 3D-Druckern den Studenten einen wertvollen Vorteil, da sie eine greifbare Darstellung ihrer Ideen bietet und den Lernprozess verbessert. Bereiten Sie Studenten auf die reale Welt vor und bereiten Sie sie auf eine erfolgreiche Karriere in jedem Bereich vor - und das alles zu einem erschwinglichen Preis und mit unbegrenzten Experimentiermöglichkeiten.

PREMIUM-EFFIZIENZ FÜR ANWENDUNGEN IN DER INDUSTRIE

Der industrielle 3D-Drucker STUDIO G2 wurde speziell auf Zuverlässigkeit bei abrasiven und technischen Werkstoffen ausgelegt. Er ist ein langlebiger und kostengünstiger Partner für Ihre Innovationen, da er das gegenwärtig beste Verhältnis zwischen Bauvolumen und Auflösung bei 3D-Druckern bietet. Der STUDIO G2 mit seinem ansprechenden und platzsparenden Gehäuse eignet sich perfekt zur Produktion großformatiger Teile in jeder Arbeitsumgebung – vom Büro bis zur Werkstatt.

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PREMIUM-EFFIZIENZ FÜR ANWENDUNGEN IN DER INDUSTRIE

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Über die Autorin:

Natasha Mathew

Texterin

Xuberance setzt neue Maßstäbe mit 3D-gedruckten Möbeln und Lifestyle-Produkten

April 18, 2024

Xuberance 3D printed furniture - hero image

Xuberance ist ein Produktdesignunternehmen mit Sitz in Peking, China, das die 3D-Drucktechnologie nutzt, um außergewöhnliche Möbelstücke und Accessoires herzustellen. Mit ihrem innovativen Ansatz werden komplizierte digitale Entwürfe in 3D-gedruckte Gegenstände übertragen, die mit herkömmlichen Herstellungsmethoden oft nicht zu realisieren sind. Durch den Einsatz der großformatigen 3D-Drucker von BigRep, setzt Xuberance ein neues Designkonzept um, das Nachhaltigkeit und unvergleichliche Designfreiheit miteinander verbindet.

Angefangen bei der Dampfbiegetechnik in der Holzbearbeitung im 19. Jahrhundert bis hin zum Kunststoffspritzguss im 20. Jahrhundert haben Fortschritte in der Produktionstechnologie die kreativen Möglichkeiten immer wieder neu definiert. Produktdesigner wollen innovativ sein und die Grenzen ihres Handwerks mit modernsten Technologien erweitern, um ihre Visionen zu verwirklichen.

Im 21. Jahrhundert beweisen Designfirmen wie Xuberance, dass es Möglichkeiten für einen völlig neuen Ansatz gibt - einen, der dank der 3D-Drucktechnologie die grenzenlose Vorstellungskraft der Produktdesigner stärkt.

Xuberance stellt komplexe, filigrane und leichte Strukturen her, die durch den 3D-Druck von Gegenständen aus digitalen Entwürfen ermöglicht werden. Das Design reicht von Möbeln bis hin zu tragbaren Modeaccessoires und ist zu einem Symbol für ein neues Zeitalter des digitalen Ausdrucks geworden.

Form ist mehr als nur Funktion

Mit Produkten wie der 3D-gedruckten Wolkenlampe, einer Leuchte, für die das Team 2015 auf der Mailänder Designwoche mit dem renommierten SaloneSatellite Preis ausgezeichnet wurde, hat Xuberance eine unverwechselbare Designsprache entwickelt - eine Sprache, die untrennbar mit dem digitalen Prozess des 3D-Drucks verbunden ist.

Die daraus resultierenden komplizierten, organischen Formen seiner 3D-gedruckten Produkte sind so einzigartig, dass sie mit herkömmlichen Produktionsmethoden wie Gussformen kaum zu reproduzieren sind.

"Der 3D-Druck bildet das Rückgrat unseres gesamten Design- und Produktionsprozesses", sagt Leira Wang, Geschäftsführerin von Xuberance.

“Unsere Designer können ihre digitalen Entwürfe mit 3D-Druckern wie dem von BigRep vollständig in physische Produkte umsetzen. Dieser Prozess bietet eine unvergleichliche Designfreiheit und verschiebt gleichzeitig die Grenzen des technisch Machbaren.”

Großformatiger Druck eröffnet einzigartige Designmöglichkeiten

Auch wenn der 3D-Druck bisher von den Herstellern für die Produktion bestimmter Teile verwendet wurde, war Xuberance einer der Pioniere, der das Medium als primäres Werkzeug für die Herstellung ganzer Produkte von Grund auf einsetzte.

Die Möglichkeit, größere Einzelprodukte wie Stühle und Hocker mit 3D-Druckern wie dem ONE und dem STUDIO von BigRep zu drucken, hat Xuberance in die Lage versetzt, sich auf den Ausbau ihrer Nische im Produktdesign zu konzentrieren.

Die daraus resultierenden Produkte sind nicht nur widerstandsfähig, langlebig und leicht, sondern auch einzigartig in ihrer Form.

"Der Großformatdruck hat unsere Fähigkeit, unverwechselbare Designs zu erstellen, grundlegend verändert", fährt Wang fort. "Die Großformatdrucker von BigRep spielen dabei eine entscheidende Rolle und eröffnen neue Möglichkeiten, indem sie Zeit und Kosten reduzieren."

Wie man an Xuberance-Produkten wie dem Madame Butterfly-Stuhl sehen kann - einem einteiligen 3D-gedruckten Stuhl, der aus ätherischen, organischen und aufwendig gedruckten Mustern besteht - ermöglichen die 3D-Drucker von BigRep die Produktion größerer Objekte, ohne dass das aufwendige Design verloren geht.

“Dank der superpräzisen Druckqualität können wir die Kompositionen unserer Designer originalgetreu in die fertigen Xuberance-Produkte übertragen, ohne dass die Feinheiten des ursprünglichen digitalen Designs verloren gehen”

sagt Wang.

Auf die Kundennachfrage reagieren

Im Gegensatz zur traditionellen Fertigung, bei der Änderungen an der Form oder an den Werkzeugen vorgenommen werden müssen, hat Xuberance sein Geschäft auf die Flexibilität des 3D-Drucks aufgebaut, der schnelle Änderungen am endgültigen Produktdesign ermöglicht.

Auf diese Weise konnte das Team nicht nur den Zeit- und Kostenaufwand für physische Anpassungen von Textur, Struktur oder Farbverläufen einsparen, sondern auch schnell auf die Anforderungen des Kunden eingehen.

3D-Druck in einer Kreislaufwirtschaft

Die Produktdesign- und Möbelindustrie wird traditionell von nicht nachhaltigen Praktiken geplagt, insbesondere bei nicht biologisch abbaubaren Kunststoffen und anderen Materialien. Aber Xuberance beweist, dass 3D-gedruckte Produkte durch die Wahl ihrer Materialien ihren Platz in der Kreislaufwirtschaft verdient haben.

Mit dem offenen Materialsystem von BigRep kann Xuberance je nach den Anforderungen des jeweiligen Designs die passenden Materialien auswählen und die Druckparameter für jedes geometrische Modell einstellen.

Wang bezeichnete die PRO-HT und ASA-Filamente von BigRep nicht nur als herausragend in Bezug auf ihre Materialzusammensetzung und Hitzebeständigkeit, sondern hob auch die Bedeutung ihrer biologischen Abbaubarkeit hervor, die den Ethos des Unternehmens unterstreicht.

Eine Zukunft voller 3D-gedruckter Möglichkeiten

Durch den Einsatz der 3D-Drucktechnologie hat Xuberance gezeigt, dass es möglich ist, atemberaubende, individuell gestaltete Produkte herzustellen und gleichzeitig den Weg für eine nachhaltigere Zukunft im Design zu ebnen. Der Schlüssel dazu sind die Großformatdrucker von BigRep, die nach Wangs Meinung für die Verwirklichung der Vision des Unternehmens von grundlegender Bedeutung sind.

"Es gibt ein altes chinesisches Sprichwort", sagt Wang abschließend, "'Wenn Brüder im Ziel vereint sind, kann ihre Kraft durch Metall schneiden.' Wir glauben an die Zukunft des Großformatdrucks und werden mit BigRep zusammenarbeiten, um diese größere Entwicklung zu erreichen."

Während Xuberance die beispiellosen kreativen Möglichkeiten des 3D-Drucks weiter erforscht, schmieden seine Designer eine radikale neue Sprache, die auf dem Wunsch basiert, Formen und organische Schönheit hervorzuheben.

Dieser Ansatz spiegelt eine historische Wahrheit wider: Die Form wird nicht von der Funktion festgelegt, sondern von den Werkzeugen und Technologien, die dem Designer zu einem bestimmten Zeitpunkt zur Verfügung stehen. Mit den Werkzeugen des 3D-Drucks steht Xuberance an der Schwelle, die Möglichkeiten des Produktdesigns neu zu definieren.

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Mit ihrem BigRep 3D-Großformatdrucker und handwerklichen Nachbearbeitungstechniken fertigen René Helmreich und Enrico Klemmer speziell angefertigte Luxus-Wohnungseinrichtungen. Ihr Ziel ist es, 100% maßgeschneiderte Elemente zu kreieren, die einem Raum ein individuelles Ambiente verleihen.

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Einzigartige Nachbearbeitungssysteme für Endverbraucherprodukte

WIE RH-ENGINEERING & MANOFIGURA LUXUSMÖBEL 3D-DRUCKEN

Über den Autor:

Patrick McCumiskey

Autor

Patrick hat mehr als zehn Jahre Erfahrung im Verfassen von Texten über Design und Technologien. Nachdem er zum ersten Mal bei einem Projekt während seines Masterstudiums für Design mit dem 3D-Druck in Berührung gekommen war, interessierte er sich sehr für die Entwicklung des Verfahrens und seine Auswirkungen auf die Bereiche Design und Technik.

3D-Druck beflügelt die Innovation in Chinas Nutzfahrzeugindustrie

März 28, 2024

Large 3D Printing Transforms Commercial Vehicle Industry

Der chinesische Nutzfahrzeugmarkt macht über 40 % des weltweiten Gesamtabsatzes aus. Entscheidend für den Erfolg Chinas ist die Bereitschaft der Branche, neue bahnbrechende Technologien wie den industriellen 3D-Druck zu übernehmen, um den Weg für eine neue Fertigungsgeneration bei Nutzfahrzeugherstellern wie CNHTC zu ebnen.

Am Steuer dieses Wandels sitzt Dr. Dong, ein visionärer Ingenieur, der bei CNHTC, dem drittgrößten Nutzfahrzeughersteller des Landes, eines der größten 3D-Druckzentren Chinas eingerichtet hat.

Da die Binnennachfrage nach Nutzfahrzeugen in China bis 2028 jährlich um 10 % steigen soll, konnten sich Dr. Dong und sein Team nicht mehr ausschließlich auf traditionelle Fertigungsmethoden verlassen, um den sich ständig weiterentwickelnden Anforderungen der Branche gerecht zu werden.

Das Unternehmen ist dank des industriellen 3D-Drucks in der Lage, den Prototypenbau und die Produktionsprozesse für seine Schwerlastkraftwagen, Speditions- und Transportfahrzeuge zu verbessern.

CNHTC setzt auf das offene 3D-Drucksystem

Für Dr. Dong geht es beim 3D-Druck vor allem darum, neue Anwendungen und Materialien zu erforschen, die für die Innovation der Technologie grundlegend sind. Während einige Anbieter von 3D-Druckern nur geschlossene Material- und Softwaresysteme verkaufen, die die Anwendungsfreiheit einschränken, sind industrielle 3D-Drucker, wie die von BigRep, offen für Innovationen. Dank der Möglichkeit, jedes beliebige 3D-Druckfilament und jede beliebige Software zu verwenden, konnten die Designer und Ingenieure von CNHTC jedes technisch kompatible Material nutzen.

Außerdem war CNHTC dadurch in der Lage, Kosten zu sparen, denn wenn Unternehmen normalerweise an die Materialien des 3D-Druckeranbieters gebunden sind, müssen sie auf Anwendungen verzichten, den Druck auslagern oder, wenn das Teil die Investition rechtfertigt, einen neuen 3D-Drucker kaufen, der jedes Material unterstützt. CNHTC hatte auch eine bessere Kapitalrendite, da das Unternehmen entdeckte, dass das Gerät für neue Anwendungen mit anderen Materialien verwendet werden kann.

Erklärt Dr. Dong

“Ein quelloffener 3D-Drucker wie der BigRep PRO ist für unseren Arbeitsablauf unerlässlich: Quelloffene Materialien senken nicht nur die Produktionskosten, sie ermöglichen es uns auch, verschiedene Materialmöglichkeiten zu erforschen, um eine beliebige Anzahl von gewünschten Ergebnissen zu erzielen.”

Kosten- und Zeitersparnis durch Rapid Prototyping

Da sich CNHTC beim Prototypenbau traditionell auf die CNC-Bearbeitung und das Fräsen verließ, waren die Test- und Iterationsphasen langwierig und dauerten oft Wochen. Infolgedessen beeinträchtigte dieser langsame Prozess die Fähigkeit des Unternehmens, innerhalb seines Designteams Innovationen zu entwickeln.

“Der 3D-Druck ermöglicht es unseren Designern und Ingenieuren, iterative Optimierungen mit viel kürzeren Durchlaufzeiten durchzuführen: Wir können die Formherstellung vollständig umgehen und direkt 3D-gedruckt Oberflächen und Strukturen herstellen, die mit den herkömmlichen Verfahren nicht möglich wären.”

kommentiert Dr. Dong.

Mit der Einführung des 3D-Drucks hat sich der Arbeitsablauf bei CNHTC komplett verändert. Dr. Dong und sein Team brauchen jetzt nur noch wenige Tage und nicht mehr Wochen, um digitale Entwürfe in funktionale Teile zu verwandeln. Durch diese Effizienz konnten schnellere Iterations- und Feedback-Zyklen eingeführt werden, die es dem Designteam letztendlich ermöglichen, Produkte zu entwickeln, die den aktuellen Marktanforderungen besser entsprechen.

3D-Druck in großem Maßstab für Schwerlastwagen

Während frühere Generationen und einige der aktuellen 3D-Drucker ein kleineres Format haben, das die Größe der Teile einschränkt, haben Dr. Dong und sein Team den industriellen 3D-Druck mit dem BigRep PRO übernommen, um große Einzelteile zu produzieren, die für Nutzfahrzeuge geeignet sind.

Nach dem Vorbild europäischer Nutzfahrzeugspezialisten wie Zoeller Kipper werden große 3D-gedruckte Teile wie kundenspezifische Verkleidungen und Abdeckungen als Endverbraucherkomponenten in die Nutzfahrzeuge von CNHTC integriert.

The BigRep PRO at the 3D printing CNHTC center

"Die Qualität der größeren gedruckten Teile ermöglicht es uns, sie direkt in unsere Fahrzeuge zu integrieren", sagte Dr. Dong. "Das erhöht nicht nur die Produktionseffizienz, sondern ermöglicht es uns auch, besser auf die Anforderungen des Marktes zu reagieren."

Das hohe Maß an Präzision und Maßhaltigkeit der großen, robusten Drucke erfüllt den Bedarf von CNHTC an qualitativ hochwertigen, funktionalen Teilen für den Endverbraucher. Das Drucken großer Teile hilft CNHTC, den zeitaufwändigen und manuellen Prozess der Montage kleinerer Teile, die bei der Montage Fehler aufweisen könnten, zu vermeiden.

Die Zukunft des 3D-Drucks bei Nutzfahrzeugen

"Seitdem wir den 3D-Druck in unsere täglichen Arbeitsabläufe integriert haben, konnten wir bei unseren bisherigen Projekten eine bemerkenswerte Zeit- und Kostenreduzierung von 50 % im Vergleich zu herkömmlichen Fertigungsmethoden verzeichnen", freut sich Dr. Dong.

The future of heavy duty vehicle customization with 3D printing for CNHTC

Dr. Dong ist von diesem Zukunftskonzept überzeugt und rechnet mit einem noch größeren Potenzial für die Integration von 3D-gedruckten Teilen direkt in die Produktionsanlagen von CNHTC. Er kommentiert: "Was mich am meisten begeistert, ist die Möglichkeit, mit Hilfe des 3D-Drucks mehr Chargen von Endverbrauchsteilen herzustellen, die direkt für die Fertigung verwendet werden können."

"Der 3D-Druck bei Nutzfahrzeugen ist eines der bedeutendsten technologischen Ereignisse in der Automobilindustrie. Der Markt hat sich zum Positiven verändert. Und wir nutzen dies zu unserem Vorteil", resümiert Dr. Dong.

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Großformatiger 3D-Druck und Kundenanwendungen;
Wie BigRep die Lkw-Industrie unterstützt;
Erfolgsgeschichten unserer Kunden vom Prototyping bis zum End-Use-Bauteil;
Übersicht über spezifische Kundenbauteile

WIE DER 3D-DRUCK DIE MARKTEINFÜHRUNGSZEIT VERKÜRZT UND DIE INDIVIDUELLE ANPASSUNG VON NUTZFAHRZEUGEN ERMÖGLICHT

Über den Autor:

Patrick McCumiskey

Autor

In 3D gedruckte Ersatzteile: Bedarfsorientierte Lösungen für Luft- und Raumfahrt, Verteidigung und industrielle Fertigung

März 15, 2024März 11, 2024

Ein beschädigtes oder defektes Teil könnte eine Verringerung oder sogar einen völligen Stillstand der Produktion bedeuten, während man auf das Eintreffen des Ersatzteils wartet - eine kostspielige Unannehmlichkeit für Hersteller.

Einer der Bereiche, in denen sich der 3D-Druck als besonders bahnbrechend erwiesen hat, ist die Herstellung von provisorischen Ersatzteilen. Diese gedruckten Komponenten können oft die funktionalen Anforderungen erfüllen, bis eine länger haltbare Lösung beschafft oder hergestellt werden kann. Dies ermöglicht es der Industrie, die Produktion fortzusetzen, wodurch die Betriebszeit von Maschinen erhöht und Unsicherheiten in der Lieferkette minimiert werden.

In diesem Artikel beleuchten wir einige der gängigsten Herausforderungen für Hersteller in der Luft- und Raumfahrt, im Verteidigungssektor und in der Industrie und zeigen, wie 3D-gedruckte provisorische Lösungen einen reibungsloseren Produktionsablauf ermöglichen.

1. Notfallreparaturen

Stellen Sie sich folgendes Szenario vor: Sie sind ein Industrieunternehmen, das sich bei der Ausführung eines lukrativen Auftrags für einen Kunden auf eine Maschine verlässt. Plötzlich geht ein wichtiges Teil der Maschine kaputt und die Produktion kommt zum Stillstand.

Ist das Ersatzteil nicht zur Hand, müssen Sie externe Lieferanten für die Fehlerbehebung, Komponenten oder Dienstleistungen kontaktieren. Die Zeit, die Sie damit verbringen, auf das Ersatzteil zu warten, bringt unweigerlich ein Element der Ungewissheit in eine ohnehin schon stressige Situation, die noch durch mögliche Verzögerungen und Kosten verschlimmert wird.

Warum der 3D-Druck eine Lösung ist

Mit der Einführung eines hauseigenen 3D-Druckers bietet die bedarfsorientierte Produktion industriellen Herstellern die Möglichkeit, provisorische Ersatzteile oder Werkzeuge für den jeweiligen Einsatzfall zu produzieren und so die Wartezeit zu verkürzen. Die Auswahl an leistungsstarken 3D-Druckmaterialien für die Industrie stellt sicher, dass die provisorischen Ersatzteile robust genug sind, um den Belastungen und Beanspruchungen standzuhalten, bis das Ersatzteil beschafft werden kann.

3D-Drucker wie der BigRep PRO oder der PRECISE von HAGE ermöglichen es Herstellern in der Luft- und Raumfahrt sowie im Verteidigungssektor, mit technischen Materialien wie kohlefaserverstärkten Polymeren und Hochleistungsmaterialien wie flammhemmendem Polyetherketonketon (PEKK) zu drucken. Diese Materialien eignen sich besser für Teile, die Temperaturschwankungen oder betrieblichen Belastungen ausgesetzt sind.

2. Nicht verfügbare Ersatzteile

Es gibt verschiedene Gründe, warum ein Ersatzteil möglicherweise nicht verfügbar ist. Zum Beispiel könnte es nicht mehr auf Lager sein oder nicht mehr produziert werden. In Situationen, in denen Hersteller aus der Verteidigungs- oder Luft- und Raumfahrtbranche an abgelegenen Standorten arbeiten oder im Außendienst tätig sind, könnten sie außerhalb der Reichweite der traditionellen Lieferketten liegen.

In diesen Fällen sind dem Hersteller die Hände gebunden, da er keine unmittelbare Möglichkeit hat, das wichtige Ersatzteil zu beschaffen, um die Produktion wieder in Gang zu bringen.

Warum der 3D-Druck eine Lösung ist

In der Vergangenheit begegneten Hersteller Engpässen bei Ersatzteilen, indem sie ein physisches Inventar führten. Es ist jedoch nicht möglich, ein Inventar und die Logistik jedes Teils zu verwalten, das in den Produktionsablauf sowie in den Reparatur- und Wartungsprozess eingebunden ist. Die nächstbeste Lösung besteht darin, die Teile nach Bedarf zu beschaffen, aber das kann mit Verzögerungen verbunden sein.

Der 3D-Druck ermöglicht eine bessere Kontrolle der Lieferketten. Er ermöglicht die Herstellung von Teilen ohne Kompromisse bei der erforderlichen Präzision, Belastbarkeit und den funktionalen und materiellen Eigenschaften, die für anspruchsvolle Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt und im Verteidigungssektor erforderlich sind.

3. Ersatzteile für das Training

Die Herstellung komplexer Maschinen kann lange dauern und manchmal müssen die Bedienungskräfte geschult werden, um sie zu bedienen. Für die Schulung werden Stellvertreterteile benötigt, die das Originaldesign nachbilden, bis die Endmontage eintrifft, damit der Betrieb ohne Verzögerung aufgenommen werden kann. Dieses Szenario tritt häufig in der Luft- und Raumfahrtindustrie auf, wo häufig komplizierte Geräte verwendet werden und Zeit angesichts des Test-, Validierungs- und Zertifizierungsprozesses in diesem streng reglementierten Sektor ein entscheidender Faktor ist.

Warum der 3D-Druck eine Lösung ist

Durch die Herstellung von Komponenten bieten diese Stellvertreterteile den Angestellten einen praktischen Ansatz, um sich mit den Verfahren und Feinheiten der späteren Maschine vertraut zu machen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Bedienungskräfte mit der Montage und Wartung der Maschinen vertraut sind, sodass die Hersteller den Zeitplan für den Betrieb genau einhalten können.

Mehrere staatliche Luft- und Raumfahrtbehörden haben den 3D-Druck erfolgreich in ihre Schulungsprogramme für den Betrieb eingebunden - eine Tatsache, die die einzigartigen Vorteile von AM unterstreicht. Industrieunternehmen können auch 3D-gedruckte Ersatzteile für einen reibungsloseren Übergang in den Arbeitsablauf nutzen, um sicherzustellen, dass die Beschäftigten mit den potenziell komplexen Abläufen vertraut gemacht werden.

Vorteile von im 3D-Druckverfahren hergestellten provisorischen Ersatzteilen

1. Minimale Unterbrechung des Produktionsablaufs

Der bedarfsorientierte 3D-Druck von Ersatzteilen kann Ausfälle von Geräten oder Bauteilen sofort auffangen. Defekte Komponenten können schnell ersetzt werden, wodurch Ausfallzeiten reduziert und die betriebliche Produktivität erhöht wird.

Eine der größten Stärken des 3D-Drucks, die schnellen Designiterationen, ermöglichen die maßgeschneiderte Anpassung von Teilen an konkrete Anforderungen und gewährleisten optimale Leistung und Kompatibilität. Diese firmeneigene Lösung strafft die Produktionszeit, indem sie die Zeitspanne bis zum Eintreffen des Originalteils verkürzt. So können Industrie, Luft- und Raumfahrt und Verteidigungssektor ihre in der Regel sehr knappen Zeitpläne und Kundenwünsche besser einhalten.

Full length portrait of engine and landing gear of passenger aircraft with pilot in the wing isolated on the sun background

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2. Verkürzt Ausfallzeiten und senkt so die Kosten

Einfach ausgedrückt: Je mehr Zeit zwischen dem Ausfall eines Bauteils und dem Einbau des Ersatzteils verstreicht, desto gravierender sind die finanziellen Auswirkungen.

In diesem Sinne können herkömmliche Methoden für den Einkauf und die Beschaffung von Ersatzteilen aus externen Quellen für Industriemaschinen zu längeren Ausfallzeiten und Produktivitätsverlusten führen. Die Bevorratung von Ersatzteilen mag die offensichtliche Lösung sein, aber sie ist mit höheren Kosten und zusätzlicher Logistik für den Kauf, die Lagerung und die Wartung der Teile verbunden.

Der bedarfsorientierte 3D-Druck minimiert die Produktionsunterbrechung, da er sofort einsatzbereit ist. Dies verringert Ausfallzeiten und hält die Maschinen in Bewegung, sodass der Zeitplan eingehalten werden kann. Dies hat positive finanzielle Auswirkungen für die Hersteller in der Luft- und Raumfahrt und im verarbeitenden Gewerbe, die letztlich auf der Suche nach verlässlichen Lösungen für unvorhersehbare Maschinenausfälle sind.

3. Die Herstellung vor Ort ist an abgelegenen Orten die einzig praktikable Option

Die Möglichkeit, Lösungen für Ersatzteile an jedem beliebigen Ort herzustellen, ist besonders in den Bereichen Verteidigung und Luft- und Raumfahrt interessant. In Situationen, in denen die Produktion vor Ort die einzige praktikable Lösung ist, z. B. in Gebirgsregionen, Wüsten oder auf See, ist die Möglichkeit, Ersatzteile im eigenen Haus zu drucken, ein entscheidender Vorteil. Diese Standorte sind aus geografischen Gründen in der Regel weit von den Einsatzgebieten entfernt, und die Zeit bis zum Eintreffen des Teils kann unvorhersehbar oder logistisch unmöglich sein.

CNE Engineering with SAS Scandanavian Airlines

4. Zeitersparnis durch Wegfall der traditionellen Produktionsschritte

Während herkömmliche Fertigungsmethoden langwierige und oft manuelle Herstellungsprozesse erfordern, ermöglicht der 3D-Druck die unmittelbare Produktion von Teilen aus digitalen Entwürfen. Diese Demokratisierung des Herstellungsprozesses überspringt den Werkzeugbau, mindert die Abhängigkeit von Facharbeitern und macht die Verwaltung von Inventar und Logistik überflüssig. Diese Schritte im zeitintensiven, überholten Prozess verursachen hohe Kosten und der 3D-Druck hat die transformative Kraft, direkt nach Bedarf zu drucken, was zu einer wirtschaftlichen Produktion von Ersatzteilen führt.

5. Ersatzwerkzeuge für die Schulung von Bedienpersonal

In den meisten Branchen ist Zeit Geld, und in der Luft- und Raumfahrt gilt dies ganz besonders. Die Maschinen, Werkzeuge und Teile, die in der Raumfahrt und in Flugzeugen verwendet werden, sind oft komplex, und ihre Bedienung oder Handhabung erfordert Schulungen. Mit 3D-gedruckten Ersatzteilen können sie lernen, wie man die Maschinen bereits vor ihrer Lieferung effektiv nutzt. Diese vorausschauende Maßnahme sorgt für präzise Zeitpläne, eine wichtige Ergänzung des Arbeitsablaufs, um die Wahrscheinlichkeit von Ineffizienzen im Produktionsprozess zu minimieren.

6. Digitale Inventur ersetzt physische Inventur

Bei der Verwaltung des Lagerbestands geht es darum, die ungefähre Anzahl von Bauteilen unter den richtigen Umgebungsbedingungen zu lagern und dabei den zukünftigen Bedarf vorauszusehen. Für Ersatzteile ist dies nicht immer eine praktikable Option, da am Produktionsprozess viele Komponenten beteiligt sind, die ausfallen können. Beim 3D-Druck sind die Designdateien der Bauteile digital gespeichert und können in jeden Winkel der Welt übertragen und mit einem 3D-Drucker hergestellt werden. Diese digitale Optimierung des Lagerbestands minimiert die Auswirkungen von Engpässen in der Lieferkette und von möglicherweise kostspieligen Lagerlösungen.

7. Großformatige Einzeldrucke, die keine Montage erfordern

Massive Bauteile in Flugzeugen und anderen Fluggeräten erfordern große MRO-Anlagen. Herkömmliche Fertigungsverfahren beruhen meist auf der Herstellung und Montage mehrerer separater Komponenten, was die Produktionszeit verlängert und das Risiko von Montagefehlern oder Unstimmigkeiten erhöht. Mit dem 3D-Druck ist die Herstellung großer, komplexer Komponenten aus einer Reihe von Materialien in einer nahtlos integrierten Einheit eine Selbstverständlichkeit. Durch die Nutzung von Eigenschaften wie Genauigkeit, Präzision und Wiederholbarkeit trägt die Produktion von Ersatzteilen als vollständig montierte Einheiten zu schnellen und kostengünstigen Lösungen bei.

8. Ein komplettes Spektrum an 3D-Druckmaterialien für den industriellen Einsatz

Von umweltfreundlichen Werkstoffen aus recycelten Meeresabfällen bis hin zu hochleistungsfähigen kohlefaserverstärkten Materialien für Flugzeugkomponenten steht Ihnen eine breite Palette von Materialtypen zur Verfügung, die für unterschiedliche Ersatzteile und Budgets geeignet sind. Der 3D-Druck gibt Ihnen die Freiheit, das Filament auf der Grundlage der spezifischen Funktion des Ersatzteils auszuwählen. Dies ermöglicht die Auswahl von Materialien, die die für eine optimale Leistung erforderlichen physikalischen, chemischen und strukturellen Eigenschaften am besten berücksichtigen. Zwar unterstützen nicht alle Hersteller von industriellen 3D-Druckern Filamente von Drittanbietern, aber einige von ihnen wie BigRep verfügen über offene Materialplattformen, die den Anforderungen der Benutzer gerecht werden, ganz gleich, ob diese auf hohe Leistung oder Kosteneffizienz Wert legen.

Leistungsstarke unternehmensinterne Lösungen auf Abruf

In 3D gedruckte Ersatzteile haben einen flexiblen, reaktionsschnellen und anpassungsfähigen Workflow für die Produktion vor Ort ermöglicht, der für die Luft- und Raumfahrt- sowie die Verteidigungsindustrie von entscheidender Bedeutung ist, da diese Branchen hochindividuelle Komponenten benötigen, die möglicherweise nicht ohne Weiteres verfügbar sind.

Durch das Drucken von Ersatzteilen auf Abruf, anstatt sie auf Lager zu halten, können diese Branchen erheblich Zeit sparen, Kosten senken und intern zuverlässige Lösungen finden, bis das endgültige Teil beschafft ist. Diese Entwicklungen haben entscheidende Vorteile für den alltäglichen Betrieb von Maschinen, insbesondere an abgelegenen Orten, wo Autarkie unabdingbar ist.

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In diesem eBook tauchen wir tiefer ein in:

Wie 3D-gedruckte Teile dazu beitragen, die Luftund Raumfahrtindustrie zu verändern.
Die strengen Tests und Zertifizierungen, die die Leistung und Sicherheit der 3D-gedruckten Teile bestätigen.
FEA-Analysen, die bei der Herstellung robuster Teile für die Luftund Raumfahrt helfen.
3 Anwendungsfälle von Giganten der Luftund Raumfahrtindustrie, die mit dem 3D-Druck neue Wege beschritten haben.

VOM DRUCKBETT IN DEN HIMMEL: 3D-DRUCK VON BAUTEILEN IN LUFTFAHRTTAUGLICHKEIT

INDUSTRIEQUALITÄT TRIFFT KOSTENEFFIZIENZ.
KOMPLEXE TEILE. GANZ GROSS.

Der BigRep PRO ist ein Großformat-3D-Drucker, der auf hohe Produktivität in der industriellen Fertigung ausgelegt ist. Für Ingenieure und Hersteller bildet der 3D-Drucker eine in hohem Maße skalierbare Lösung, mit dem Teile und Produkte für den Endverbraucher oder Fertigungswerkzeuge aus technischen Hochleistungswerkstoffen effizient hergestellt werden können. Mit einem großzügigen Bauvolumen von 1 m³ trägt dieser schnelle und zuverlässige 3D-Industriedrucker zur Beschleunigung Ihrer Produktion bei.

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BigRep PRO: Large-Format 3D Printer showcasing advanced technology and high-quality printing capabilities

INDUSTRIEQUALITÄT TRIFFT KOSTENEFFIZIENZ.
KOMPLEXE TEILE. GANZ GROSS.

Der BigRep PRO ist ein Großformat-3D-Drucker, der auf hohe Produktivität in der industriellen Fertigung ausgelegt ist. Für Ingenieure und Hersteller bildet der 3D-Drucker eine in hohem Maße skalierbare Lösung, mit dem Teile und Produkte für den Endverbraucher oder Fertigungswerkzeuge aus technischen Hochleistungswerkstoffen effizient hergestellt werden können. Mit einem großzügigen Bauvolumen von 1 m3 trägt dieser schnelle und zuverlässige 3D-Industriedrucker zur Beschleunigung Ihrer Produktion bei.

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Über den Autor:

Patrick McCumiskey

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Symbiose von Kunst und Technologie durch großformatigen 3D-Druck

Juni 25, 2024Februar 9, 2024

Zeitgenössischer US-Künstler Welly Fletcher schlägt mit einer großformatigen mit BigRep ONE gedruckten 3D-Skulptur eine Brücke zu prähistorischer Höhlenkunst.

Vor 40.000 Jahren schnitzte ein in Höhlen lebender Homo sapiens mit primitiven Meißeln und Werkzeug die Skulptur eines Löwenmenschen in einen Stoßzahn aus Elfenbein.

Die vor knapp 100 Jahren in einer süddeutschen Höhle entdeckte Skulptur ist das früheste bekannte Beispiel für die Kunst des Homo sapiens - und führt uns die außergewöhnlichen kognitiven Eigenschaften vor Augen, die es unserer Spezies ermöglicht haben, Gesellschaftsformen, Religionen und Technologien zu entwickeln.

Nachdem der in Albuquerque lebende Künstler Welly Fletcher die prähistorische Skulptur im Ulmer Museum in Deutschland aus erster Hand gesehen hatte, wurde er dazu inspiriert, eine Skulptur für seine neueste Ausstellung SLANT in der Richard Levy Gallery in New Mexico zu erschaffen, mit der er die historische Symbiose von Kunst, Technologie und der verwandtschaftlichen Verbundenheit unserer Spezies mit Tieren untersucht.

Erweiterung der Palette um 3D-Druck

Das Herzstück von Fletchers Skulptur „Trans Time“ misst 0,9 × 2,1 × 0,7 m (36 × 86 × 28 Zoll) und ist eine abstrakte Darstellung eines löwenartigen Tieres, das mit dem großformatigen BigRep ONE 3D-Drucker gedruckt wurde.

Das Werk begann als Tonmodell des Künstlers, wurde anschließend digital gescannt und schließlich als 3D-Druckobjekt mit dem BigRep ONE 3D-Drucker des Art Lab der Universität von New Mexico hergestellt.

“Je mehr ich lernte und mit dem 3D-Drucker experimentierte, desto faszinierender wurden die Ergebnisse”

so Fletcher, der an der Universität von New Mexico Bildhauerei und digitale Technologie lehrt.

Trans Time, a large format 3D printed sculpture by Welly Fletcher printed on the BigRep ONE

Als eine Hommage an die Art und Weise, wie die Originalskulptur des Löwenmenschen im Ulmer Museum in Deutschland präsentiert wird, sitzt Fletchers 3D-gedruckte Tierkopfskulptur stolz auf dem Umriss eines Tierskeletts aus Stahl, das wiederum auf einem plasmageschnittenen Stahlsockel befestigt ist.

Die orangefarbene Skulptur ist in ihren Dimensionen sowohl visuell als auch physisch beeindruckend. Fletchers bewusste Wahl des Biokunststoffs PLA passte perfekt zum Thema der Ausstellung über die Verwandtschaft zwischen Mensch und Tier und den Widerstand des Körpers gegen die Umweltzerstörung unserer Spezies. Der Verzicht auf Kohlenstoffprozesse und giftige Öle in PLA unterstreicht die Aussagekraft des Kunstwerks und verdeutlicht die komplexe Beziehung unserer Spezies zu unserem Planeten.

“Als ich begann, über die nicht-kohlenstoffbasierten Prozesse von PLA zu lesen, war ich noch mehr von dessen Fähigkeit überzeugt, den Umweltaspekt meiner Arbeit zu betonen”

erklärt Fletcher, der diesen formbaren Biokunststoff vor kurzem in seine Materialpalette aufgenommen hat.

Großformatiger 3D-Druck für überdimensionale Skulpturen

Trans-Time-a-3D-printed-sizeable-sculptures-by-Welly-Fletcher-at-the-exhibition-SLANT-at-the-Richard-Levy-Gallery-in-New-Mexico

Fletcher war außerdem bestrebt, die praktischen Vorteile der Einbeziehung des BigRep One Druckers in seinen künstlerischen Prozess hervorzuheben.

Während Künstler und ihre Teams sich üblicherweise mit zahlreichen logistischen Hürden beim Transport und der Montage schwerer Einzelteile konfrontiert sehen, ermöglichte es der BigRep One 3D-Drucker es Fletcher, die gesamte „Trans Time“-Skulptur als ein einheitliches Ganzes zu drucken und so die Komplexität von Produktion und Montage zu minimieren.

Fletcher beschrieb die Erfahrung als prägend und betonte, dass der nahtlose Druck der gesamten Skulptur eine bedeutende Veränderung in seinem künstlerischen Schaffensprozess darstellt.

Während die Originalskulptur aus der Höhle ein Zeugnis für die Vorstellungskraft des frühen Homo sapiens ist, machten die primitiven Werkzeuge dieser Ära ihre Fertigung zu einer komplexen und zeitaufwändigen Aufgabe. Einige Schätzungen gehen davon aus, dass eine Gruppe von Menschen etwa 400 Stunden für die Ausführung benötigt hätte.

Welly-Fletcher-and-her-sculpture-TRANS-TIME-at-her-exhitbition-SLANT-at-the-Richard-Levy-gallery

Dank BigRep One haben zeitgenössische Künstler nun jedoch die Möglichkeit, mühelos viel größere und komplexere Formen auf Knopfdruck herzustellen - ein Gefühl, das die fortwährende Alchemie des Mediums Skulptur weiter unterstreicht.

„Der 3D-Druck bietet Bildhauern einen großen Vorteil“, merkt Fletcher an. „Er ermöglicht die Herstellung von Objekten, die von Hand einfach nicht machbar sind. Das fertige Objekt vor unseren Augen entstehen zu sehen, hat etwas Magisches an sich.“

Analoge Wurzeln in einer digitalen Welt

Fletchers Skulptur Trans Time hat eine beruhigende Zirkularität an sich. Einerseits lenken ihre prähistorischen Konnotationen unsere Aufmerksamkeit auf die Elastizität der Zeit und die Allgegenwart menschlicher Kreativität. Andererseits werden wir an die kraftvolle Symbiose zwischen Kunst und Technologie erinnert und gewinnen dank der Verwendung von umweltfreundlichen Materialien in der Skulptur einen überwältigend positiven Eindruck unserer Spezies.

Da digitale Technologien wie der 3D-Druck für die Bildhauerei von unschätzbarem Wert sind, ist Fletchers Rat an Künstler, die den 3D-Druck in ihre Arbeit einbeziehen möchten, einfach: Lasst das Verfahren die Ergebnisse bestimmen.

Möchten Sie mehr über großformatige 3D-Druckanwendungen in Ausstellungen erfahren?

Ob bildende Kunst, Ausstellung im Museum oder innovative Installation, die 3D-Drucker von BigRep sind für großformatige kreative Projekte unverzichtbar.

GRENZENLOSE KREATIVITÄT FÜR
3D-GEDRUCKTE AUSSTELLUNGEN

Schaffung grenzenloser Kreativität durch das Bauvolumen von 1m3.
Einhaltung enger Fristen durch die Vermeidung manueller Arbeit.
Reduzierung von Materialverbrauch und Einsparung von Kosten bei Facharbeitern.

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Über den Autor:

Patrick McCumiskey

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Windkraftanlagen-Forschung an der TU Berlin mit 3D-gedruckten Rotorblättern

Juni 25, 2024Februar 7, 2024

Die Rotorblätter von Windkraftanlagen sind im Durchschnitt 80 Meter lang. Bei der Gestaltung dieser riesigen Windflügel bietet keine andere Technologie die Flexibilität, Präzision und Anpassungsfähigkeit für maßstabsgetreue Teile wie der 3D-Druck. Zwar ist der Nachbau in einem Hochschullabor nahezu unmöglich, aber ein maßstabsgetreuer Prototyp mit Schaufeln von einem Meter Länge ist für einen großformatigen 3D-Drucker durchaus machbar. Hier fangen die Forschenden ganz klein an.

Auf Grundlage von 3D-gedruckten Rotorblättern bietet die TU Berlin einen Kurs - Messverfahren für Windturbinen - an, in dem Kenntnisse zur Messung der Leistung der Windräder an verschiedenen Betriebspunkten vermittelt werden. Die Studierenden lernen, die Windgeschwindigkeit zu messen und gleichzeitig die von der Anlage erzeugte Leistung zu ermitteln. Die Lehrveranstaltung konzentriert sich auf den Vergleich zwischen einem traditionell gefertigten, handgeschnitzten Holzflügel von zwei Metern Länge und einem 3D-gedruckten Rotorblatt von einem Meter Länge mit Gyroid-Füllung.

Das additiv gefertigte Rotorblatt ist das Ergebnis der Forschungsarbeit von Jörg Alber, Doktorand und Laurin Assfalg, Masterstudent an der TU Berlin. Während der Studie fanden sie heraus, dass mit dem 3D-Druck, dem Experimentieren mit verschiedenen Füllungen, Formen und Materialien, keine Grenzen gesetzt sind.

Laurin Assfalg:

„Der 3D-Druck stellt eine beeindruckende Option zur Fertigung der Rotorblätter dar, weil er die Herstellung komplexer Formen und damit eine Leistungssteigerung ermöglicht. Wir wollen damit neue wissenschaftliche Ideen entwicklen, die sich auf die großen Rotorblätter übertragen lassen.“

3D-Druck erweckt Rotorblätter zum Leben

Das Forschungsziel bestand darin, alternative Wege zur Herstellung von Rotorblättern für Windkraftanlagen zu finden. Durch die Herstellung und Optimierung von Rotorblättern in kleinerem Maßstab mittels 3D-Druck wollten Jörg Alber und Laurin Assfalg Erkenntnisse gewinnen, die künftig für die additive Fertigung von Rotorblättern in Originalgröße angewendet werden können.

Die herkömmliche Art der Herstellung von Rotorblättern für Windkraftanlagen erfolgt durch subtraktive Verfahren wie von Hand geschnitztes Holz, computergesteuertes Fräsen oder andere Formverfahren. Diese Methoden haben sich zwar bewährt und sind in der Branche der Windkraftanlagen als Goldstandard etabliert, waren aber für die Forschung nicht die ideale Wahl, da sich mit diesen Rotoren keine speziell entwickelten, komplexen Strukturen herstellen lassen, die für die Tests benötigt werden. Die Entscheidung zugunsten von 3D-gedruckten Rotorblättern fiel aufgrund der Fähigkeit dieser Technologie, kompliziertere Formen und Füllstrukturen (das Innere eines 3D-gedruckten Teils) im Vergleich zu herkömmlichen subtraktiven Methoden zu erstellen.

3D printed Wind Turbine blades for TU Berlin

Der 3D-Druck ermöglichte einen effizienten Druck der Rotorblätter und bot die Möglichkeit, eine Vielzahl von Formen und Konstruktionsarten umzusetzen, die später einer strengen Prüfung unterzogen werden sollten. Die Größe der zu druckenden Rotorblätter betrug einen Meter, womit der großformatige industrielle BigRep ONE die perfekte Wahl war. Der BigRep ONE verfügt über ein Bauvolumen von einem Kubikmeter und ist für die Herstellung große 3D-Drucke für die anspruchsvollsten und geometrisch komplexesten Anwendungen ausgelegt. Der im Maker-Space der TH Wildau vorhandene BigRep One stellte die Rotorblätter in einem einzigen nahtlosen Druckvorgang her, wobei die kompletten Flügel liegend und ohne jegliche Stützstruktur in weniger als einer Woche gedruckt wurden.

Für den Entwurf wurden die Rotorblätter mit frei verfügbarer intelligenter Software und mit Hilfe von BigReps BLADE entwickelt. Die wichtigen Druckeinstellungen wie die Ausrichtung des Modells, Schichthöhe sowie Art und Dichte der Füllstruktur (Gyroid) waren in BLADE leicht anpassbar. Der komplett offene Ansatz, auf dem der 3D-Druck basiert, war ein weiterer Grund, der die additive Fertigung zu einer überzeugenden Wahl für die Studie machte.

Strukturelle Überlegungen: Auskleidung und Material

Der strukturelle Entwurf der Rotorblätter der Windkraftanlage umfasste sowohl auf die Untersuchung verschiedener Füllstrukturen als auch auf das Material für den 3D-Druck.

1. Gyroid-Füllung

Auf Bauteile wie die Rotorblätter von Windkraftanlagen wirken aufgrund der Aerodynamik und der Trägheitskräfte während der Rotation häufig ständig wechselnde Belastungen ein. Für diese Teile waren die isotropen Eigenschaften von Gyroid-Füllungen eine naheliegende Wahl, da sie diesen Lastwechseln standhalten.

Die Gyroid-Füllung besteht aus einem komplexen Netzwerk verdrehter und miteinander verbundener Röhren, die ein sich wiederholendes Muster bilden, das sich ohne Überschneidung oder Überlappung unbegrenzt in alle Richtungen erstreckt. Das Ergebnis ist eine durchgängige Gitterstruktur, die bei sehr geringer Dichte zu einer außergewöhnlichen Stabilität führt, wie sie für leichte Rotorblätter erforderlich ist. Während der manuelle Entwurf dieses komplexen Musters Ewigkeiten dauern könnte, vereinfachte die 3D-Drucksoftware den Prozess automatisch und setzte ihn in den Rotorblättern um.

Rotorblatt einer Windkraftanlage mit Gyroid-Infill

Doktoranden der TU Berlin erforschen das Rotorblattdesign für Windkraftanlagen anhand von 3D-gedruckten Prototypen, die auf einem BigRep ONE hergestellt wurden. Da das Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht entscheidend war, bot der Gyroid-Infill eine hervorragende Lösung für starke, leichte Teile.

Abgesehen von seiner Stärke bietet die Gyroid-Füllung auch eine hohe Materialeffizienz. Aufgrund der miteinander verbundenen Kanäle wird bei gleichbleibend hoher struktureller Integrität weniger Material benötigt. Dieser Gesichtspunkt war ein großer Vorteil beim Druck der Rotorblätter, die andernfalls schwer geworden wären und eine erhebliche Menge an Material verbraucht hätten.

2. Das industrietaugliche PRO HT von BigRep

Das Forschungsteam druckte die Rotorblätter mit PRO HT, da es alle Anforderungen an das Material erfüllte: einfach zu drucken, hohe Festigkeit, sowie die Fähigkeit, hohen Temperaturen standzuhalten. Das benutzerfreundliche Filament verformt sich kaum und liefert ästhetische Drucke mit einer glatten, matten Oberfläche.

Das Team berücksichtigte auch den ökologischen Fußabdruck der Rotorblätter. Da es sich bei PRO HT um ein Biopolymer handelt, hat es im Vergleich zu Filamenten aus fossilen Brennstoffen geringere Umweltauswirkungen.

Die Rotorblätter auf dem Prüfstand

Bei den Tests der 3D-gedruckten Rotorblätter wurden die Struktur und der Windkanal untersucht, um zu prüfen, wie sie sich bei verschiedenen Parametern verhalten.

1. Strukturtests

Die Prototypen der Rotorblätter wurden gemäß der ULC (Ultimate Load Cases, dt. Grenzlastbedingungen) mit der Universalprüfmaschine an der HTW Berlin geprüft.

Die Grenzlastbedingungen (ULC) umfassen eine Reihe von Beanspruchungen, die während der Prüfung aufgebracht werden, während die Universalprüfmaschine das Gerät ist, mit der diese Bedingungen simuliert oder erzeugt werden. Die Maschine untersucht, wie sich Materialien unter kontrollierten Kräften oder Dehnungen verhalten.

Was sind Grenzlastbedingungen (ULC)??

Die Bedingungen, unter denen ein Material oder eine Struktur einem Maximum bzw. den höchsten anzunehmenden Lasten, Spannungen, oder Kräften unterliegt, denen sie in realen Umgebungen ausgesetzt sein kann. Durch die Prüfung von Materialien mit diesen ULC lassen sich Daten darüber sammeln, wie sich diese Materialien unter verschiedenen Beanspruchungen verhalten, was bei der Konstruktion und Überprüfung der Rotorblätter im Hinblick auf Sicherheit und Zuverlässigkeit von Bedeutung ist.

Was ist eine Universalprüfmaschine?

Eine Universalprüfmaschine (UTM) ist ein Gerät zur Prüfung der mechanischen Eigenschaften von Material oder Bauteilen, zum Beispiel Zugfestigkeit, Kompression, Biegeverhalten und Härte. Sie wendet kontrollierte Kräfte auf das Objekt an, um zu messen, wie es unter verschiedenen Bedingungen reagiert, und liefert dadurch wertvolle Daten für die Materialanalyse und Qualitätssicherung.

Bei den Belastungstests wurden mögliche Schäden an der 3D-gedruckten Außenhülle wie Verformung und Risse untersucht, wenn diese bestimmten Kräften ausgesetzt war. Die ultimativen Biegemomente an der Rotorblattwurzel (maximale Biegekräfte im Wurzelbereich des Rotorblatts) wurden mit Punktbelastungen (konzentrierte Kräfte in bestimmten Bereichen) an drei Blattpositionen und in beiden Beanspruchungsrichtungen getestet. Die Blätter wurden außerdem unter einer starken Zentrifugalkraft von Fmax = 3000 N mit einem Schwerlastkran untersucht.

Ungeachtet der anspruchsvollen und intensiven Strukturtests blieb das Rotorblatt unbeschädigt und kehrte in seine ursprüngliche Form zurück, ohne dass es Anzeichen von Rissbildung oder Verformung gab.

2. Tests im Windkanal

Wind Tunnel for the 3d printed rotor blade tests

Die Tests im Windkanal waren für das Forschungsteam von entscheidender Bedeutung, um Erkenntnisse über die aerodynamische Effizienz und die strukturelle Stabilität des Rotorblatts zu gewinnen und zu prüfen, ob die Windkraftanlage Energie gewinnen kann. Dabei wurden die Windturbinenblätter unter kontrollierten aerodynamischen Bedingungen in einem großen Windkanal mit geschlossenem Kreislauf am HFI der TU Berlin simuliert und analysiert.

Die Windkraftanlage war so konzipiert, dass sie bei einer bestimmten Geschwindigkeit am besten funktionierte, aber als sie sie testeten stellten die Forschenden fest, dass sie bei einer höheren Drehgeschwindigkeit als der ursprünglich geplanten besser funktionierte. Ihr maximaler Wirkungsgrad lag beim 5,4-fachen statt dem 4-fachen Verhältnis der Blattspitzengeschwindigkeit, für das sie ausgelegt war. Der Grund hierfür war, dass die Turbine auf der Grundlage der natürlichen Windströmung konstruiert wurde und nicht unter den Bedingungen des geschlossenen Windkanals, in dem sie getestet wurde.

Die Zukunft der Windkraft

Das Ergebnis der Forschung von Laurin Assfalg und Jörg Alber, die Windturbine mit einem Meter großen, 3D-gedruckten Rotorblättern, befindet sich derzeit an der TU Berlin. Sie bildet den Grundpfeiler des Studiengangs "Messverfahren für Windturbinen" und ist ein konstantes Versuchsobjekt für die Experimente, mit denen die Zukunft der Windenergienutzung bestimmt wird.

Neben der besseren Leistungsbilanz der 3D-gedruckten Rotorblätter enthüllte die Studie weitere vielversprechende Vorteile für die Umwelt, die den Einsatz von mit 3D-Druck hergestellten Rotorblättern in der Praxis prägen könnten. Da die im Rahmen der Doktorarbeit hergestellten 3D-gedruckten Rotorblätter in der Nachbearbeitung nicht beschichtet werden mussten, können sie problemlos recycelt und zu Komponenten für Windkraftanlagen weiterverarbeitet werden. Das Forschungsprojekt bereitet den Boden für weitere Studien zur Verbesserung des Wirkungsgrads von Windkraftanlagen, mit deren Hilfe saubere, grüne und erneuerbare Windenergie gewonnen werden kann.

Want to Learn More About Gyroid Infill?

Explore the innovative use of gyroid structures in wind turbine manufacturing and biomedical applications with expert Jörg Alber from TU Berlin. Don't miss out, watch the webinar now:

THE 3D-PRINTED GYROID: IMPROVING STRUCTURALLY DEMANDING APPLICATIONS

Über die Autorin:

Natasha Mathew

Texterin

Perfektes Finish: Nachbearbeitungsverfahren für im 3D-Druck hergestellte Autoteile

Februar 5, 2024Februar 5, 2024

Von der Restaurierung von Oldtimern bis hin zum Betrieb von leistungsstarken Rennwagen - der 3D-Druck eignet sich für eine Reihe von Anwendungen im Automobilbereich, bei denen es auf eine professionelle Ausführung ankommt. Während einige Drucke direkt aus dem Druckbett einsatzbereit sind, benötigen andere noch den letzten Schliff, ehe sie ihre endgültige funktionale Form erreichen.

Beim 3D-Druck werden die Teile Schicht für Schicht aus geschmolzenem Kunststoff aufgebaut, was insbesondere bei niedrigeren Druckauflösungen zu ausgeprägten Rillen führt. Auch beim Entfernen der Stützstruktur kann eine unregelmäßige Oberfläche entstehen, die weiter bearbeitet werden muss. Verschiedene Nachbearbeitungstechniken glätten und veredeln die Oberfläche, sodass das Endprodukt nicht nur optisch ansprechend, sondern auch strukturell robust ist und Form und Funktion vereint.

In diesem Leitfaden sehen wir uns die 3 wichtigsten Nachbearbeitungsverfahren an - additive, subtraktive und eigenschaftsverändernde Methoden sowie Kombinationsmöglichkeiten dieser Verfahren für die Endbearbeitung von in 3D gedruckten Autoteilen.

Nachbearbeitungsverfahren

1. Additiven Nachbearbeitung

Bei der additiven Nachbearbeitung wird den 3D-gedruckten Teilen Material hinzugefügt, um Unregelmäßigkeiten auszugleichen, die Oberfläche zu glätten und die mechanischen und funktionalen Eigenschaften zu verbessern.

Beispiele: Spachteln, Grundieren, Pinselauftrag, Sprühbeschichtung, Folieren, Tauchbeschichtung, Metallbeschichtung, Pulverbeschichtung und keramische Veredelungen wie Cerakote-Beschichtung.

2.Subtraktiven Nachbearbeitung

Bei der subtraktiven Nachbearbeitung wird ein Teil der Oberfläche abgetragen, um ein einheitliches Aussehen und eine gleichmäßige Haptik zu erzielen. Dies ist das am häufigsten verwendete Nachbearbeitungsverfahren für 3D-gedruckte Autoteile.

Beispiele: Schleifen und Polieren, Tumbling, Abrasivstrahlen (Sandstrahlen), CNC-Bearbeitung (Fräsen) und chemisches Tauchverfahren.

3. Eigenschaftsverändernden Nachbearbeitung

Bei der eigenschaftsverändernden Nachbearbeitung werden die Oberflächenmoleküle des 3D-Drucks neu angeordnet, um die Festigkeit und Ebenmäßigkeit des Objekts zu verbessern. Dabei wird dem Druck weder etwas hinzugefügt noch etwas entnommen. Das Ergebnis sind sauberere und robustere Teile, die durch thermische und chemische Behandlungen entstehen.

Beispiele: Lokale Schmelze, Wärmebehandlung und Dampfglättung.

Während jede dieser Methoden die Oberfläche je nach Zielsetzung auf unterschiedliche Weise behandelt, gibt es für die verschiedenen Autoteile bewährte Kombinationen, die für Ästhetik und Funktionalität von Vorteil sind.

Ästhetische und funktionale Nachbearbeitungsverfahren für 3D-gedruckte Autoteile

Automotive Customization with 3D Printed Car Parts

Die in 3D gedruckten Autoteile können eine Kombination von Nachbearbeitungsverfahren durchlaufen, um eine verbesserte Oberflächengüte, geometrische Präzision, ästhetische Erscheinung, zusätzliche mechanische Eigenschaften und erhöhte Nutzbarkeit zu erreichen. Während einige Fahrzeugteile, wie zum Beispiel Armaturenbretter, nur geschliffen und beschichtet werden müssen, können andere lasttragende Komponenten, wie beispielsweise ein Rad, für eine optimale Leistung eine Reihe von Nachbearbeitungen erfordern. Abgesehen von der verbesserten Optik und Haptik haben die Nachbearbeitungsschritte zusätzliche Vorteile wie Festigkeit, UV-Beständigkeit, Temperaturresistenz und den Schutz des Bauteils vor regulärem Verschleiß wie Stößen und Kratzern.

Einige der Hauptvorteile sind:

Glätten der Oberfläche von Druckteilen, um für die Endnutzung akzeptable Rauhigkeitswerte zu erreichen.
Bestimmte Nachbearbeitungsverfahren verstärken die Druckerzeugnisse, sodass sie größeren Belastungen und Druck standhalten können.
Bestimmte additive Nachbearbeitungsverfahren können die Materialeigenschaften der Oberfläche verändern (z. B. Wasserdichtigkeit, UV-Beständigkeit, Korrosionsresistenz).

Die gängigsten Nachbearbeitungsverfahren für gedruckte Fahrzeugteile sind:

1. Beschichten oder Füllen, Schleifen, Streichen und Versiegeln

Bei diesem Verfahren wird die Oberfläche beschichtet oder verspachtelt, um Unebenheiten zu beseitigen, abgeschliffen, um die Textur zu verfeinern, lackiert, um Farbe und Oberflächenschutz zu gewährleisten, und versiegelt, um die Haltbarkeit zu verbessern.

Einige der mit dieser Methode nachbearbeiteten Fahrzeugteile aus dem 3D-Druck sind Konsolenelemente, individuelle Halterungen und Befestigungen, Blechabdeckungen, Kotflügel und Lautsprecherabdeckungen.

3d-print-post-processing-sanding-polishing

Das Verfahren

1. Beschichten oder Füllen
Wählen Sie einen geeigneten Füllstoff wie etwa Epoxidharz oder ein Beschichtungsmaterial wie beispielsweise ein klares Polyurethan oder eine Spachtelmasse. Die Beschichtung oder Spachtelmasse hängt von der Art des verwendeten 3D-Druckfilaments ab, da sie sich in Bezug auf Oberflächenbeschaffenheit, Porosität und Haftungseigenschaften unterscheiden. Füllen Sie die sichtbaren Schichtlinien, Fugen oder Unebenheiten und lassen Sie der Beschichtung oder Spachtelmasse ausreichend Zeit, um auszuhärten.

2. Schleifen
Beginnen Sie mit einer groben Körnung, zum Beispiel der 220er-Körnung, und gehen Sie nach und nach zu feineren Körnungen über. Schleifen Sie die gesamte Oberfläche und konzentrieren Sie sich auf die Bereiche, die besonders gekerbt sind, sodass sie eingeebnet werden.

3. Grundieren
Eine Grundierung verleiht der Oberfläche eine Schutzschicht und bereitet sie auf die Haftung der Farbe vor, während sie gleichzeitig die Haltbarkeit der Beschichtung gewährleistet. Achten Sie darauf, dass die Grundierung mit weiteren Schichten, die Sie später auftragen, kompatibel ist.

4. Lackieren
Wählen Sie für das spezielle 3D-Druckmaterial Lacke in Automobilqualität und tragen Sie mehrere Schichten auf, wobei eine ausreichende Trocknungszeit eingehalten werden muss. Sie können Lackiertechniken wie Überblendungen, Farbverläufe oder Schablonen verwenden, um das Teil zu gestalten.

5. Versiegeln
Wählen Sie eine transparente Lackversiegelung, um die Oberfläche des Lacks zu schützen und eine zusätzliche Schutzschicht gegen Feuchtigkeit, UV-Strahlen und andere Umwelteinflüsse zu schaffen.

Die Vorteile dieses Verfahrens

Oberflächenqualität

Beschichtung und Füllung glätten sichtbare Schichtgrenzen und Unebenheiten, wodurch eine gleichmäßige, ästhetische Oberfläche des Drucks entsteht.

Der Lackiervorgang bietet kreative Möglichkeiten für das Fahrzeugteil. So können Konstrukteure das Aussehen des Fahrzeugs individuell gestalten, es an die Optik des Fahrzeugs anpassen oder sogar Markenelemente integrieren.

Anpassbares Design

Längere Lebensdauer

Die meisten 3D-Druckmaterialien wie PLA bauen sich mit der Zeit ab, wenn sie den Elementen ausgesetzt werden. Die Versiegelung dient als Schutzschicht gegen Umweltfaktoren und alltägliche Abnutzung, um die Optik auf lange Sicht zu erhalten.

Das Aufbringen einer Versiegelung erzeugt eine Barriere gegen Feuchtigkeit, die das 3D-Druckteil möglicherweise beschädigen könnte. Dies ist besonders wichtig für äußere Fahrzeugteile, die der Witterung ausgesetzt sind.

Wasserbeständigkeit

2. Kleben und Polsterung

Polsterungen sind der einfachste Weg, um den Innenraum eines Fahrzeugs zu verschönern und den Komfort zu erhöhen. Verschiedene Arten von Bezugsmaterialien wie Stoff, Leder oder andere Materialien schützen nicht nur die Oberfläche, sondern sorgen auch für eine weiche, bequeme und gemütliche Oberfläche. Je nach Verwendungszweck des Teils wird eine Schicht aus Polster oder Polstermaterial dazwischen gelegt und geklebt, genäht oder geklammert, um die Teile miteinander zu verbinden. Auf diese Weise entsteht eine dauerhafte Verbindung, die Belastungen und Beanspruchungen standhält und gleichzeitig Anpassungsmöglichkeiten, Strapazierfähigkeit und haptischen Komfort bietet.

Zu den gepolsterten Fahrzeugteilen gehören in der Regel die Innenverkleidungen von Türen, Armaturenbrettern, Mittelkonsolen und anderen Teilen wie dem Kofferraum.

Das Verfahren

1. Auswahl des Materials
Je nach Art des in 3D gedruckten Fahrzeugteils sollten Sie eine hochwertige Polsterung wählen. Leder, Vinyl oder Alcantara werden üblicherweise für Türverkleidungen und Konsolen verwendet, Polyesterfilz für den Dachhimmel oder den Kofferraum des Autos.

2. Befestigen des Schaumstoffs oder des Polsters an dem 3D-Druckobjekt (optional)
Messen und schneiden Sie den Schaumstoff oder die Polsterung zu und verwenden Sie den geeigneten Klebstoff, wobei Sie die Eigenschaften sowohl des Schaumstoffs als auch des 3D-Druckteils berücksichtigen. Schaumstoff und Polsterung werden üblicherweise für Türverkleidungen und Sitze verwendet, da sie sich dadurch weich anfühlen.

3. Ausmessen und Zuschneiden des Polstermaterials
Markieren Sie eine Aussparung von 5 bis 7,5 cm auf dem Material um das Teil herum und schneiden Sie es so zu, damit das Material genug Raum zum Ausdehnen hat und sich gut an das Teil anpasst.

4. Aufbringen des Klebstoffs
Verkleben Sie die Polsterung mit dem Schaumstoff oder dem 3D-Druck, indem Sie den Klebstoff auf beide Teile auftragen.

5. Verstärken der Verbindung durch Heften und/oder Nähen einer französischen Naht
Klammern und Nähen sind weitere Techniken, die das Material an seiner Position fixieren und gleichzeitig optisch ansprechend sind.

6. Zuschneiden des überschüssigen Materials

Schneiden Sie die Reste der Polsterung vorsichtig ab und achten Sie dabei insbesondere auf die Ecken und Ränder.

Arten von Polstermaterial

Das fertige Armaturenbrett wird im Auto eingebaut.

Leder, das um die in 3D gedruckten Komponenten gewickelt wird, verbessert die Gesamtästhetik und den haptischen Komfort des Teils.
Vinyl ist sehr beliebt, da es sehr widerstandsfähig gegen Abrieb, Wasser und UV-Strahlung ist. Es ähnelt dem Aussehen und der Haptik von Leder und ist eine beliebte Wahl für Bezüge, da es erschwinglich und leicht zu pflegen ist.
Alcantara ist ein synthetisches, wildlederartiges Material. Es ist weich, strapazierfähig und wird häufig für Innenraumoberflächen wie Sitze, Türverkleidungen und Lenkradbezüge verwendet.
Gewebe wie Stoff, Mikrofaser, Mesh und Nylon gibt es in einer Vielzahl von Texturen, Mustern und Farben. Sie sind für ihren Komfort und ihre Abriebfestigkeit bekannt und eignen sich daher gut für Fahrzeuginnenteile.
Polyesterstoffe gibt es in einer Vielzahl von Mustern und Farben und ihr größter Vorteil ist, dass sie nicht so leicht knittern.
Polyester-Filzrollen werden aus Polyesterfasern hergestellt, die zu einem Vliesstoff verwoben und komprimiert werden. Sie werden üblicherweise in Kofferräumen verwendet.

Die Vorteile dieses Verfahrens

Haptischer Komfort

Polsterungen wie Leder oder Alcantara besitzen eine Beschaffenheit, die das Fahrzeugteil weich und ergonomisch macht und so das Benutzererlebnis verbessert.

Die Polsterung vereint verschiedene Komponenten und verleiht dem Fahrzeuginnenraum ein einheitliches Aussehen und eine harmonische Gestaltung.

Optisch stimmig

Schutz und Robustheit

Hochwertige Bezugsmaterialien bilden eine Schutzschicht, die regelmäßigem Gebrauch standhält und Flecken, Ausbleichen und Beschädigungen widersteht, um eine anhaltende visuelle Ästhetik zu gewährleisten.

Die Bezüge können mit Logos, Beschriftungen oder einem Farbschema gestaltet werden und bilden eine optische Einheit innerhalb des Fahrzeugs.

Markenspezifische Anpassung

3. Folieren oder Umhüllen

Bei einer Folierung werden in der Regel äußere Fahrzeugteile oder das gesamte Fahrzeug mit einem dünnen, selbstklebenden Material wie Vinyl beklebt. Die Folierung kann die Farbe des Fahrzeugs verändern, Grafiken aufbringen oder eine Schutzschicht bilden. Wenn Sie das Verfahren automatisieren möchten, können Sie mit der Vakuumfolierung schnellere und präzisere Ergebnisse erzielen, da sich das Material auf diese Weise optimal um das Teil legt.

3D-gedruckte Fahrzeugteile, die üblicherweise foliert und ummantelt werden, sind Spoiler, Kotflügel, Seitenschweller, Kühlergrills und Spiegelkappen sowie Innenraumteile wie das Armaturenbrett oder die Mittelkonsole, um ein einheitliches Aussehen zu erzielen.

Das Verfahren

1. Die Oberfläche vorbereiten
Achten Sie darauf, dass die Oberfläche des in 3D gedruckten Teils sauber und frei von Staub, Ablagerungen oder Verunreinigungen ist, damit diese die Haftung nicht beeinträchtigen.

2. Materialauswahl
Wählen Sie Ihr Folien- oder Ummantelungsmaterial nach dem gewünschten Finish, der Farbe oder der Textur aus.

3. Abmessen und Zuschneiden der Folie
Ähnlich wie bei der Polstermethode markieren Sie eine Lücke von 2 bis 3 Zentimetern auf der Folie um das Teil und schneiden sie so zu, dass genügend Raum für das Umwickeln und Aufkleben der Folie vorhanden ist.

4. Aufbringen auf das Teil
Beginnen Sie an einer Kante und arbeiten Sie sich zur gegenüberliegenden Seite vor. Streichen Sie die Folie mit einer Rakel auf dem 3D-gedruckten Element glatt, um Luftblasen oder Falten zu vermeiden.

5. Verwenden eines Heißlufttrockners (Optional)
Komplexere Formen sind schwieriger zu folieren, und es kann einfacher sein, das Material mit einem auf 70 bis 85 Grad eingestellten Heißluftfön oder einer Heißluftpistole zu bearbeiten. Durch die Hitze wird die Folie flexibler und lässt sich in kleine Ecken und Ritzen passen.

6. Zuschneiden des Überstands
Sobald das Material aufgebracht ist, schneiden Sie den Überschuss mit einem Cutter-Messer ab. Achten Sie dabei besonders auf die Ecken und Ränder, um ein sauberes Ergebnis zu erzielen.

Arten von Umhüllung und Folierung

Kohlefaser-Wrap ahmt das Aussehen von echter Kohlefaser nach und wird häufig für Innenverkleidungen, Außenakzente und Spoiler verwendet. Zwar bietet es nicht die strukturellen Vorteile echter Kohlefaser, aber es ist eine leichte und kostengünstige Alternative.
Vinyl-Wraps sind dünn und besitzen einen Kleberücken, der Flexibilität und Haltbarkeit bietet. Sie sind in einer Vielzahl von Farben und Ausführungen verfügbar, was sie zu einer der am häufigsten angewandten Veredelungen für individuelle Autoteile macht.
Lackschutzfolien („Paint Protection Films“, PPF) sind transparente, selbsterneuernde Urethanfolien, die vor Absplitterungen und Kratzern schützen und dabei den Originallack erhalten.
Hydrographie oder Wassertransferdruck überträgt Motive oder Muster auf 3D-gedruckte Teile, indem sie in Wasser getaucht werden.
Gebürstete Metallfolien sehen aus wie eine gebürstete Metalloberfläche und verleihen dem in 3D gedruckten Fahrzeugteil ein industrielles Finish.
Reflektierende Folierungen verbessern die Sichtbarkeit bei schlechten Lichtverhältnissen und erhöhen die Sicherheit beim Fahren in der Dunkelheit.
Chromfolien sind reflektierend und spiegelartig und haben eine hochglänzende Oberfläche. Sie werden verwendet, um bestimmte Teile zu akzentuieren oder manchmal auch das gesamte Fahrzeug zu ummanteln.

Die Vorteile dieses Verfahrens

Schnelle Installation

Folierungen können im Vergleich zu anderen Nachbearbeitungsmethoden schnell auf das Fahrzeugteil aufgebracht werden, da weniger Schritte erforderlich sind.

Falls die Folierung beschädigt wird oder der Kunde es sich anders überlegt und ein anderes Design wünscht, kann sie innerhalb kürzester Zeit und zu geringen Kosten ausgetauscht werden.

Umkehrbare Anpassungen

Keine Ausfallzeiten

Anders als bei der traditionellen Lackierung erfordert die Folierung keine lange Zeit in der Werkstatt, sodass das Fahrzeug schneller einsatzbereit ist.

Folierungen sind pflegeleicht und einfach zu reinigen, sodass das Fahrzeug stets frisch aussieht.

Einfache Pflege

4. Schleifen und Epoxy-Beschichtung

Dieses Verfahren verbindet eine subtraktive Nachbearbeitungsmethode mit einer additiven, um ein Teil fertigzustellen, das eine kurze Stillstandszeit benötigt, ehe es seine endgültige Form annimmt. Die Oberfläche des in 3D gedruckten Teils wird abgeschliffen, um eine homogene Basis zu erhalten, auf der man aufbauen kann. Epoxidharz, insbesondere selbstnivellierendes Epoxidharz, ist besonders einfach zu verwenden, da es ein Gleichgewicht schafft - weder zu flüssig noch zu dick -, das den Teilen eine reflektierende, ästhetische Oberfläche verleiht und gleichzeitig einen zuverlässigen Halt bietet.

Zu den 3D-gedruckten Fahrzeugteilen, die geschliffen und mit Epoxidharz beschichtet werden, gehören Spiegelgehäuse, Türgriffe, Elemente des Armaturenbretts und Bedienfelder.

Das Verfahren

1. Abschleifen der Oberfläche
Mischen Sie das Harz und den Härter in einem Kunststoffbehälter und achten Sie darauf, dass Sie die Mischung vor der Anwendung nicht zu lange stehen lassen.

2. Positionieren des Teils auf einer erhöhten Fläche
Verwenden Sie einen Werkzeugblock oder ein ähnliches Werkzeug, um das Teil auf eine angehobene Position zu bringen, damit es von allen Seiten lackiert werden kann.

3. Vorbereiten der Epoxy-Mischung
Mischen Sie das Harz und den Härter in einem Kunststoffbehälter und achten Sie darauf, dass Sie die Mischung vor der Anwendung nicht zu lange stehen lassen.

4. Auftragen mit einem Pinsel
Tragen Sie das Epoxidharz mit einem Pinsel der richtigen Größe gleichmäßig und konsistent auf das Teil auf.

5. Aushärten lassen
Geben Sie der Oberfläche genügend Zeit, um klebrig zu werden, ehe Sie weitere Schichten auftragen. Da die Aushärtezeiten von Epoxidharz sehr unterschiedlich sein können, sollten Sie die Aushärtezeiten zwischen den Schichten oder nach der letzten Schicht im technischen Datenblatt des von Ihnen verwendeten Epoxidharzes nachlesen. Beachten Sie, dass Epoxidharz in warmen Umgebungen schneller aushärtet oder bei zu niedrigen Temperaturen möglicherweise überhaupt nicht aushärtet. Für die richtige Aushärtung wird in der Regel Raumtemperatur empfohlen.

Die Vorteile des Verfahrens

Einfaches, unkompliziertes Verfahren

Das Verfahren des Abschleifens und der Epoxidharzbeschichtung erfordert keine Vielzahl von Werkzeugen, komplizierten Techniken oder ein hohes Maß an Geschicklichkeit, was es zu einem einfach durchzuführenden Prozess macht.

Die Epoxidbeschichtung verbessert die Griffigkeit der Fahrzeugoberfläche und gibt Ihnen eine sichere und haptische Oberfläche, während Sie das Teil verwenden.

Verbesserte Griffigkeit

Strapazierfähige und glänzende Oberfläche

Die Beschichtung verleiht dem behandelten Teil eine lange Lebensdauer und ein glänzendes Finish, das die Gesamtästhetik aufwertet.

Dieses Nachbearbeitungsverfahren bildet eine Schutzbarriere, die das in 3D gedruckte Fahrzeugteil vor Verschleiß, Abrieb und äußeren Einflüssen schützt. Darüber hinaus kann es in poröse Substrate eindringen und macht die Fahrzeugteile wasserdicht.

Schutz vor Abnutzung und Verschleißr

5. Nachbearbeitung der Formen

In 3D gedruckte Gussformen für Fahrzeugteile werden für Materialien wie Fiberglas oder Kohlefaser hergestellt. Bei der Nachbearbeitung geht es in erster Linie darum, eine hochwertige Oberflächenbeschaffenheit des endgültigen Formteils zu erreichen, die zudem die Entnahme des Formteils erleichtert. Zu diesem Zweck durchläuft das Nachbearbeitungsverfahren eine Abfolge von Schritten wie Spachteln, Schleifen und Versiegeln.

In der Regel werden in 3D gedruckte Formen für Fahrzeugteile wie Stoßstangen, Karosserieteile, Spoiler, Seitenschweller, Kühlergrills und Lüftungsschlitze nachbearbeitet.

Mit Hilfe der Form entsteht das fertige CFK-Teil.

Das Verfahren

1. Füllen
Das Spachteln oder Beschichten gleicht Unebenheiten oder Schichtlinien aus und schafft eine einheitliche Oberfläche auf der Form. Es ist wichtig, dass die Innenseite der Form eine gleichmäßige Oberfläche aufweist, da sich Unregelmäßigkeiten auf dem Formteil widerspiegeln.

2. Schleifen
Die Oberfläche der Form wird durch Schleifen mit einer groben Körnung, z. B. mit 220er-Schleifpapier, geschliffen. Sie können glattere Oberflächen erzielen, indem Sie zu feineren Körnungen übergehen.

3. Versiegeln
Eine Versiegelung schließt den Prozess ab, indem sie eine Schutzschicht bildet, die Haltbarkeit gewährleistet, Feuchtigkeit fernhält und eine polierte Oberfläche schafft, die das Entformen des Formteils erleichtert.

Die Vorteile des Verfahrens

Verbesserte Oberflächenqualität

Die nachbearbeiteten Formen weisen eine glatte und verfeinerte Oberfläche auf, die einen hochwertigeren Abdruck auf den geformten Teilen liefert.

Sealants and coatings enhance the durability of the mold, protecting it from regular use.

Längere Lebensdauer der Form

Leichte Entnahme der Teile

Die glatte Innenseite der Form in Verbindung mit einem Ablösemittel macht es einfach, das Teil zu entnehmen. Dies schützt sowohl die Form als auch das Teil während der Entnahmephase.

Versiegelungen wirken als Barriere gegen die Witterung und verhindern eine Verformung oder Zersetzung der Form, was besonders wichtig ist, wenn feuchtigkeitsempfindliche Materialien verwendet werden.

Verhindert die Feuchtigkeitsaufnahme

Zeit- und Kosteneffizienz

Zeit in die Nachbearbeitung von Formen zu investieren, zahlt sich langfristig aus, da die Nutzungsdauer der Formen verlängert und die Notwendigkeit des häufigen Austauschs verringert wird.

Perfektion auf der Zielgeraden

Die Nachbearbeitung von Teilen ist mehr als ein oberflächlicher Vorgang.

Sie sind keine Spielerei im Nachhinein mehr, sondern eine Strategie, um der Entwicklung einen Schritt voraus zu sein und erstklassige Dienstleistungen für den Zubehörmarkt zu erbringen, indem qualitativ hochwertige Fahrzeugteile für den Endverbraucher mit professionellen Oberflächen hergestellt werden. Der Einsatz von Veredelungstechniken verbessert die Funktionalität, spart Zeit und Geld, verstärkt die Teile und gewährleistet erstklassige 3D-gedruckte Produkte und Dienstleistungen für den Kfz-Ersatzteilmarkt.

Möchten Sie mehr über die Nachbearbeitung von 3D-gedruckten Autoteilen erfahren?

Registrieren Sie sich für das kommende Webinar, Ideation to Installation: 3D Printed Parts for Aftermarket Car Customization

Von der Herstellung von Kohlefaserformen bis hin zu perfekt gefertigten Lautsprechergehäusen - der Automobil-Ersatzteilmarkt erforscht alle Möglichkeiten von 3D-Druckanwendungen. Erfahren Sie von JT Torres, dem Inhaber von Automotive Entertainment, wie der 3D-Druck Sie bei der Herstellung von maßgeschneiderten Autoteilen, die auf den Geschmack des Kunden zugeschnitten sind, unterstützen kann.

IDEATION TO INSTALLATION: 3D PRINTED PARTS FOR AFTERMARKET CAR CUSTOMIZATION

Über die Autorin:

Natasha Mathew

Texterin

Frischer Wind für Vestas: 3D gedrucktes Tooling Revolutioniert das Windrad

Januar 4, 2024

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Es gibt nicht viele Technologien, die Windräder noch effizienter machen können. Der additiven Fertigung mit ihren vielfältigen Anwendungen ist das jedoch gelungen.

Vestas ist ein führender Anbieter für nachhaltige Energielösungen und entwirft, fertigt, installiert und wartet Windräder auf der ganzen Welt. Das Unternehmen produziert mit Windrädern in 38 Ländern mehr als 160 GW (160 Milliarden Watt) – mehr als jeder Wettbewerber.

Als Vestas die Vorrichtungen und Halterungen ersetzen musste, die zum Bau der Windräder verwendet werden, entschied sich das Unternehmen, das nötige Tooling mit dem großformatigen 3D-Drucksystem von BigRep zu produzieren. Vorrichtungen aus Metall verschleißen im industriellen Gebrauch und können sich dadurch verformen, was wiederum zu fehlerhaften Konstruktionen führt. Auf dem BigRep STUDIO wurden deswegen widerstandsfähige Vorrichtungen aus Kunststoff gedruckt, die ihren Zweck einwandfrei erfüllten. Schon bald ergaben sich auch andere Anwendungen für den Drucker.

Ultrapräzises großformatiges 3D-gedrucktes Tooling

Vestas Hauptziel war es, Vorrichtungen und Halterungen zu produzieren, mit denen eine wesentliche Komponente, nämlich die Blitzschutzeinrichtung, in den Turbinenblättern des Windrads positioniert wird. Hier ist Präzision gefragt, da die Blätter der Witterung schutzlos ausgeliefert und daher sehr anfällig für Blitzeinschläge sind. Traditionell wurden hier stählerne Vorrichtungen und Haltewerkzeuge verwendet, die jedoch einige Schwächen haben. Trotz ihrer Robustheit neigen sie zu Verformungen und nicht erkennbare Schäden.

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Das Kunststoff-Tooling weist viele Vorteile gegenüber dem stählernen auf. Es ist leichter, verformt sich nicht, und kann auf einzigartige Weise unter Belastung nachgeben oder brechen. Dieses Brechen unter Belastung ist wichtig, da Fehler dadurch früh entdeckt werden können – ein wesentlicher Vorteil im Turbinenbau.

Der Umstieg von traditionellen Stahlwerkzeugen auf fortschrittliches, polymerbasiertes 3D-gedrucktes Tooling war ein Highlight in der Zusammenarbeit mit BigRep. Die Modularität des neuen 3D-gedruckten Werkzeugs hat den Fertigungsprozess bei Vestas vereinfacht. Verschiedene Konfigurationen werden durch ein einzelnes anpassbares Design ermöglicht.

Vestas druckt Tooling für die Installation von Blitzschutzeinrichtungen auf dem BigRep STUDIO.

Diese Innovation hat sowohl Effizienzsteigerungen als auch Kosteneinsparungen mit sich gezogen. Vestas konnte bei der Herstellung dieser wesentlichen Komponenten eine drei Wochen kürzere Vorlaufzeit und Kosteneinsparungen von 72% verzeichnen. Trotz dieser Einsparungen ist das Werkzeug so präzise und akkurat wie davor, und erfüllt problemlos die strengen Qualitätskontrollen bei Vestas.

Die Lösung ist leicht und hochpräzise, auf wenige Mikrometer genau, und übertrifft damit die Genauigkeitsstandards der traditionellen Fertigung.

Werkzeug aus kohlenfaserverstärktem Thermoplastik ist auch deswegen zuverlässig, weil es nicht durch Schwankungen in Temperatur oder Luftfeuchtigkeit beeinflusst wird. Das bedeutet niedrigere Kosten, einen kleineren ökologischen Fußabdruck, und keine der zusätzlichen Transportkosten, die durch konventionelle Fertigungsmethoden verursacht werden.

Jeremy Haight, leitender Ingenieur bei Vestas::

„Mit der additiven Fertigung in der Tasche konnten wir eine wahre Flut an hochwertigen Vorrichtungen produzieren, mit denen unsere Produktionsmitarbeiter wichtige Stichproben Messungen viel häufiger durchführen und so die Qualität optimieren konnten.“

3D-Druck optimiert Fertigungseffizienz und Außendiensteinsätze

Der Umstieg von physikalischen auf digitale Teilelager, der durch den 3D-Druck ermöglicht wird, bietet Vestas wichtige Vorteile. Die additive Fertigung ist perfekt für Produktion auf Abruf, Kleinserien und schnelle Designiterationen. Das Ergebnis: niedrigere Kosten, verschlankte Logistik, und weniger zusätzliche Ausgaben, die bei konventionellen Fertigungsmethoden anfallen. Zusätzlich konnte Vestas durch den Einbau von Sensoren und Schaltungen intelligente 3D-gedruckte Vorrichtungen herstellen, um Funktionalität und Präzision zu erhöhen.

Da Vestas auf der ganzen Welt tätig ist, sind die kürzeren Vorlaufzeiten und niedrigeren Kosten für Ersatzteile ein wichtiger Vorteil der additiven Fertigung. In Kombination mit Vestas IoT-Strategie und Industrie 4.0 Initiativen hat der 3D-Druck die Agilität der Lieferketten erhöht – ein wichtiger Faktor, vor allem wenn Zulieferer weit verstreut sind.

Dieser Wandel zum digitalen Lager führt zu Steuereinsparungen und erhöht gleichzeitig den Wert des Fertigungsprozesses. Die Metrik der mittleren Komponenten-Nichtverfügbarkeit (MTTR) beweist die Effizienz der additiven Fertigung: Ausfallzeiten wurden sowohl in der Fertigung als auch im Außendienst reduziert.

3D-Druck als Antwort auf Corona

Während der Coronapandemie produzierte Vestas auf dem BigRep STUDIO über 5.000 Schutzausrüstungen für medizinisches Personal. Das Unternehmen entwarf und druckte Gesichtsschutz und Türkrallen, um die Verbreitung der Infektion zu reduzieren und sichere, hygienische Arbeitsbedingungen zu schaffen. Der Entwurf wurde als Open-Source-Design angeboten und über tausendmal heruntergeladen.

Kreislauf und Nachhaltigkeit

Die Kohlenfaserreste aus dem Fertigungsprozess werden bei Vestas in Rohmaterial für die additive Fertigung umgewandelt, um die Unternehmensziele der Nachhaltigkeit und Abfallvermeidung zu unterstützen. Aus dem Material wird durch Mahlen, Aufbereiten und Extrusion ein Filament für den 3D-Druck.

Mahlen: Die Kohlenfaserreste werden zu kleineren Partikeln gemahlen. Dieser Mahlprozess verwandelt Kohlenfaserreste in feines Granulat, das besser für die weitere Verarbeitung geeignet ist.
Compoundieren: Die gemahlenen Kohlenfaserpartikel werden mit einem geeigneten thermoplastischen Matrixwerkstoff gemischt. In diesem Schritt wird das Kohlenfasergranulat mit dem thermoplastischen Polymer aufbereitet, meist durch einen Extruder oder Compoundierer. Die Mischung ergibt einen Verbundwerkstoff mit den Eigenschaften der Kohlenfaser und des Thermoplastiks.
Extrusion: Das aufbereitete Material wird als Filament extrudiert. In diesem Prozess wird der Verbundwerkstoff erhitzt und geschmolzen, und dann durch eine Düse als zusammenhängendes Filament mit einheitlichem Durchmesser ausgegeben. Dieses Filament enthält nun recycelte Kohlenfaser in der thermoplastischen Matrix und kann als Werkstoff für den 3D-Druck verwendet werden.

Doch Vestas recycelt nicht nur die Kohlenfaserreste; das Unternehmen hat auch den ökologischen Fußabdruck massiv reduziert, indem es Komponente digital lagert und bei Bedarf auf dem BigRep STUDIO herstellt. Komponenten müssen nicht mehr aufwändig gelagert und über Kontinente hinweg transportiert werden, sondern können einfach vor Ort gedruckt werden.

Die Neugestaltung der Windenergie

Durch die Verwendung von widerstandfähigen 3D-gedruckten Kunststoffteilen anstelle von konventionellem Stahlwerkzeug konnte Vestas die Kapazitäten im Windradbau erhöhen. Anfangs war nur die Herstellung von Werkzeug für Montage und Qualitätssicherung geplant, doch der 3D-Drucker wurde schon bald für die Fertigung von Ersatzteilen verwendet, um Lieferketten zu verschlanken, und kam sogar im Kampf gegen Corona zum Einsatz.

Dank dem 3D-Druck konnte Vestas den Produktionsablauf mit der Unternehmensvision in Einklang bringen: nachhaltige Energielösungen aus nachhaltiger Fertigung.

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Jeremy Haight, leitender Ingenieur bei Vestas, spricht über die höchst erfolgreiche Einführung von 3D-gedruckten Werkzeugen und Formen in der Fertigung von Anlagen für erneuerbare Energie.
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WIE VESTAS WINDRÄDER MIT 3D-GEDRUCKTEN VORRICHTUNGEN UND HALTERUNGEN PRODUZIERT

Über die Autorin:

Natasha Mathew

Texterin

Der ALTRA 280, unser neuestes Modell, ist ein schneller, zuverlässiger, großflächiger und hoch automatisierter Hochtemperaturdrucker, der komplexe Teile in Produktionsqualität in großem Maßstab druckt.

Ein industrielles Kraftpaket aus der HAGE3D-Übernahme

Höhepunkte des BIGREP ALTRA 280

Der großzügige Bauraum

Hochtemperaturfähigkeiten

Zuverlässige DSX-Extruder

Vollautomatischer Schnellstart

Beheiztes Vakuumdruckbett

Gleichmäßige Temperaturverteilung

Der ALTRA 280 revolutioniert Arbeitsabläufe in allen Branchen

Offenes Materialsystem Druckt mit allen kompatiblen Filamenten

Kompatible 3D-Druckmaterialien

Der ultimative Hochtemperatur-3D-Drucker

Die ultimative Hochleistungsmaschine.

Die ultimative Hochleistungsmaschine.

Über die Autorin:

Natasha Mathew

Ben Mickus, ein preisgekrönter Designer und Architekt, hat mit "Hedron" eine Deckenleuchte entworfen und 3D-gedruckt, die modernen Kronleuchtern um Lichtjahre voraus ist.

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3D-Druck erhellt den Weg

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Eine strahlende Zukunft vor sich

Über die Autorin:

Natasha Mathew

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Warum der STUDIO ein erstklassiges

Bildungswerkzeug ist

Großzügiges Bauvolumen

Eine sichere, vollständig geschlossene Baukammer

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Intuitive 3D-Drucksoftware

Großformatiger 3D-Druck in verschiedenen akademischen Bereichen

AM-Technologie der nächsten Generation für Absolventen der nächsten Generation

PREMIUM-EFFIZIENZ FÜR ANWENDUNGEN IN DER INDUSTRIE

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Über die Autorin:

Natasha Mathew

Form ist mehr als nur Funktion

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Möchten Sie mehr darüber erfahren, wie die Kleinserienfertigung die Luft- und Raumfahrt- sowie die Verteidigungsindustrie stärkt?

INDUSTRIEQUALITÄT TRIFFT KOSTENEFFIZIENZ. KOMPLEXE TEILE. GANZ GROSS.

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Patrick McCumiskey

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