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SFM Technology stellt weltweit erste Halterung für Hubschrauber-Rotorblätter im 3D-Druck her

Vor die Aufgabe gestellt, Halterungen für ein sicheres Verladen von Hubschraubern zu entwickeln, war der BigRep PRO für SFM Technology die erste Wahl.

Auf hoher See sind oft Lösungen von innovativen Ingenieur*innen gefragt. Besonders dann, wenn es um die Luftfahrt geht: Hubschrauber müssen häufig auf Schiffen landen, und zwar in allen möglichen Witterungen.

Ist der Hubschrauber nicht in der Luft, so steht er entweder auf dem Flugdeck oder im Hangar des Schiffes. Seine Rotorblätter werden dann automatisch eingeklappt, ähnlich wie bei einer Hummel. Um den Hubschrauber während der Einschiffung zu stabilisieren, werden die Hauptrotorblätter in einer Halterung fixiert.

Gary Wilson, Leiter des technischen Vertriebs in der Abteilung AeroAdditive bei SFM, erklärt: „Wenn sich ein Hubschrauber an Bord eines Schiffes befindet, hat er die Möglichkeit, seine Rotorblätter einzuklappen. Auf See ist es jedoch windig, und die Rotorblätter können immer noch flattern. Um das zu verhindern, müssen die Rotorblätter arretiert werden."

Leonardo, ein Luft- und Raumfahrtkonzern, wurde vom britischen Verteidigungsministerium mit der Lieferung von AgustaWestland AW101 Hubschraubern für die Royal Navy beauftragt. Die vorhandenen Halterungen entsprachen jedoch nicht den Anforderungen. Deshalb wandte sich der Konzern an die AeroAdditive-Abteilung von SFM Technology. So entstand eine 900 x 230 x 160 mm große 3D-gedruckte Halterung für Rotorblätter. Gary Wilson erzählt, wie die Halterung entstanden ist, und warum das für die additive Fertigung erst der Anfang in der Luft- und Raumfahrtindustrie ist.

SFM Technology
Die Halterung für Hubschrauber-Rotorblätter, gedruckt auf einem BigRep PRO

3D-DRUCK LIEFERT DIE LÖSUNG

Die Zeit drängte, also entschied sich SFM für die additive Fertigung, weil sie kurze Entwicklungszeiten ermöglicht.

„Für gewöhnlich handelt es sich bei der Suche nach einem neuen Fertigungsverfahren um einen ziemlich langwierigen Prozess. Wir haben viele Aspekte des 3D-Drucks untersucht, darunter Kosten und Effizienz – und natürlich Größe. Auf der Suche nach einem 3D-Drucker für unsere Produktion haben wir dann den BigRep PRO entdeckt. Wir verwenden den Drucker in der Fertigung, und jede gedruckte Rotorblatthalterung geht an einen Endkunden."

3D-DRUCK IST VIELSEITIGER ALS TRADITIONELLE METHODEN

In der Luft- und Raumfahrtindustrie müssen Teile gleichzeitig leicht und widerstandsfähig sein. SFM Technology unterzog deswegen die 3D-gedruckten Teile verschiedenen Stresstests. Das Ergebnis: die 3D-gedruckten Teile schnitten besser ab als die nicht gedruckten Originalteile. Die Rotorblätter werden aus HI-TEMP CF gedruckt, einem vielseitigen, mit Carbonfasern verstärkten Werkstoff mit hoher Festigkeit, und sind dadurch extrem langlebig und wetterfest.

Das hat viele Vorteile.

„Seit Januar haben wir 30 Halterungen gedruckt, also insgesamt 60 Halterungshälften. Mit traditionellen Methoden hätten wir ungefähr ein Viertel davon produziert. Sie sehen also, der 3D-Druck geht viel schneller, wir müssen keine Anpassungen vornehmen, oder wenn, dann nur sehr kleine, die schnell zu bewerkstelligen sind. Und das Material hat die gleiche Festigkeit."

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VORTEILE VON HI-TEMP CF

Die Auswahl des richtigen Materials war für SFM entscheidend.

„Wir haben viele Tests durchgeführt, um das beste Material für unser Budget zu finden. Nach einem Blick auf die Datenblätter hatten wir das Gefühl, dass das HI-TEMP Material von BigRep den anderen BigRep-Materialien leicht voraus war."

Wenn das Stützmaterial entfernt wurde, wird die Oberfläche mit Schleifpapier geglättet. Danach werden Buchsen – feste oder austauschbare zylindrische Röhren – in die Scharniere eingesetzt, und - wo erforderlich - Gewindeeinsätze zur Befestigung hinzugefügt. Nachdem die Halterung nach Kundenanforderung lackiert wurde, wird die restliche Hardware eingebettet, zusammen mit einer schützenden Schaumstoffschicht in der Halterung, die ein Zerkratzen der Oberfläche des Rotorblatts verhindert.

Halterung für Hubschrauber-Rotorblätter in Aktion
Halterung für Hubschrauber-Rotorblätter in Aktion

3D-DRUCK HÄLT EINZUG IN DIE LUFT- UND RAUMFAHRTINDUSTRIE

Die Halterungen für Hauptrotorblätter sind schon im Einsatz. Gary Wilson hat aus dieser Erfahrung gelernt, was der 3D-Druck in der Luft- und Raumfahrtindustrie alles erreichen kann. Für ihn ist es nur eine Frage der Zeit, bis die additive Fertigung standardmäßig eingesetzt wird.

„In der Luft- und Raumfahrtindustrie stehen viele Entwickler*innen dem 3D-Druck noch skeptisch gegenüber. Wir haben gezeigt, dass der 3D-Druck gut für die Luft- und Raumfahrtindustrie geeignet ist, wenn es um Festigkeit, Reproduzierbarkeit und Qualität geht. Tatsache ist: je mehr der 3D-Druck in der Industrie Anwendung findet, desto breiter wird das Anwendungsfeld."

SFM Technology setzt den BigRep PRO jetzt als Batch-3D-Drucker ein, der die Produktion sequenziert und Ergebnisse durch die Bank verbessert. In gleicher Weise entdecken weitere Entwickler*innen in der Luft- und Raumfahrtindustrie die Vorteile des 3D-Drucks für sich und setzen diese Technology auch immer häufiger ein.

Möchten Sie mehr über 3D-Druck in der Luft- und Raumfahrtindustrie erfahren? Lesen Sie hier, wie der 3D-Druck Airbus Zeit und Geld spart!

INDUSTRIAL QUALITY MEETS COST EFFICIENCY.
COMPLEX PARTS IN LARGE SCALE.

The BigRep PRO is a 1 m³ powerhouse 3D printer, built to take you from prototyping to production. It provides a highly scalable solution to manufacture end-use parts, factory tooling or more with high-performance, engineering-grade materials. Compared with other manufacturing and FFF printing solutions, the PRO can produce full-scale, accurate parts faster and at lower production costs.

Explore the PRO

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CDM:Studio erwecken mit Hilfe des BigRep ONE Haie zum Leben

CDM Studio Shark Model

Verbesserung des traditionellen Formenbaus durch additive Fertigung.

Jason Kongchouy und CDM:Studio, sein Team von Modellbauern in Perth, haben mit ihren Dinosauriermodellen die Vergangenheit für das Western Australian Museum zum Leben erweckt. Doch gibt es noch viel ältere Wesen als die Dinosaurier: Haie, oder, auf Englisch:  Sharks! So heißt auch die neueste Ausstellung im Australian Museum in Sydney, die Besucher in die Welt dieser 190 Millionen Jahre alten Urzeitmonster eintauchen lässt. Das Team von CDM:Studio wurde aufgrund seier Expertise, Erfahrung und hervorragenden Fähigkeit, historische Tiere zum Leben zu erwecken, mit dieser Aufgabe betraut.

Traditionell werden große Modelle in einem langwierigen und aufwändigen Prozess aus Ton hergestellt. Hier bietet der BigRep ONE die perfekte Lösung: er ermöglicht eine schnelle Prototypenentwicklung und schnellen Druck, und verkürzt auf diese Weise erheblich die Produktionszeiten. Wir sprachen mit Jason Kongchouy, dem Studio Manager und Senior Fabricator bei CDM:Studio über sein Projekt, über die Herausforderung, Haie mit minimalen Referenzen nachzubilden, und über die Materialien, die er verwendet hat.

Was ist und was macht CDM:Studio?

CDM:Studio ist unser Modellierstudio in Perth, Westaustralien. Wir produzieren Objekte und arbeiten an kreativen Projekten, die Andere nicht umsetzen könnten. Unsere Dienstleistungen werden hauptsächlich von Museen, Bauunternehmen, Architekt*innen und Designer*innen genutzt. Für unsere Kund*innen produzieren wir Gegenstände auf unserem BigRep ONE, auf SLA-Maschinen und auf einer fünfachsigen CNC-Maschine. Zudem haben wir umfangreiche Kenntnisse in der Herstellung von Formen und Modellen. Wir machen mehr als nur 3D-Druck, aber er hilft uns, diese Probleme für Andere zu lösen.

"Wir hatten also viele komplizierte Aufgaben, und es hätte deutlich länger gedauert, wenn uns der 3D-Drucker nicht entlastet hätte."

Welche Probleme löst der 3D-Druck für Euch? 

Es ist wichtig zu verstehen, dass wir unsere Objekte jetzt digital in einem 3D-Modellierprogramm namens ZBrush entwerfen. Wir arbeiten immer häufiger mit Museen zusammen, für die wir Teile eins-zu-eins additiv fertigen. Dann bearbeiten wir die Teile mit allen möglichen Techniken und Methoden, weil Kunden nicht einfach additiv gefertigte Gegenstände kaufen. Es sind keine Produkte für Endverbraucher. Für uns ist das Drucken nur ein Teil der Pipeline. Wir haben ja vor dem Interview darüber gesprochen, dass Spezialeffekte mit ähnlichen Modellen kreiert werden. Da wurde früher alles mühsam in monatelanger Arbeit aus Ton und Glasfaser hergestellt. Jetzt gibt es stattdessen einen einzelnen 3D-Modellierer, und eine Maschine, die rund um die Uhr arbeitet und uns die ganze körperliche Arbeit abnimmt. Und in unserer Branche gibt es viel körperliche Arbeit, was einfach erschöpfend ist. Dazu kommt, dass der kreative Output im Verlauf des Projekts abnehmen kann. Nach sechs Wochen fallt das Level ziemlich ab. Bei einer 3D-Datei ist es dagegen so: wir slicen etwas und schicken es an den BigRep, und das ist genau das, was rauskommt. Ich denke, dem Museum gefällt das auch. Viele unserer Objekte müssen geprüft und abgenommen werden. Wir können also die 3D-Datei an die Wissenschaftler*innen schicken, und die können sie wiederum von Expert*innen auf der ganzen Welt prüfen lassen.

CDM: Studio

Ist ein Hai einfacher zu entwerfen als ein Dinosaurier? Schließlich existieren Haie heute noch... 

Ja, absolut, aber auch da gibt es Herausforderungen, die wir meistern müssen. Alle von uns hergestellten Haie sind in diesem Teil Australiens heimisch. Es gab also Proben und Zähne und Fotos. Allerdings gibt es das interessante Problem, dass niemand einen Hai aus dem perfekten Winkel fotografiert. Man braucht deshalb ein gutes Verständnis für Anatomie, um die richtigen Proportionen abzuleiten. Die perfekte Form ist also gar nicht so leicht zu finden. In der Ausstellung gibt es zum Beispiel einen prähistorischen Vorfahren der Haie, den sogenannten Helicoprion. Außer einer fossilen Zahnspirale konnten wir nichts dazu finden. Aber unser Modell bildet den neuesten wissenschaftlichen Stand zu diesem Wesen ab. Dann gibt es noch einen Hai, der tief im Ozean lebt, und von dem es unglaublich wenige Fotos auf der Welt gibt. Wir hatten also kaum Referenzen, aber es war trotzdem spannend, das Ganze in einem physikalischen Modell zu realisieren.

"Wir machen mehr als nur 3D-Druck, aber er hilft uns, diese Probleme für Andere zu lösen."

Wie viel Zeit spart Ihr, wenn Ihr Eure Modelle additiv fertigt statt mit Ton?

Wenn man sich ausschließlich auf ein Modell konzentrieren würde, könnte man einen Hai wie den Weißen Hai oder den Helicoprion in ungefähr sechs Wochen drucken. Wirtschaftlich gesehen bräuchte man mit dem konventionellen tonbasierten Produktionsprozess vier bis fünf Monate für das gleiche Ergebnis. Dank des 3D-Druckers können wir uns um andere Probleme im Projekt kümmern, und die gedruckten Teile dann mit unserem Modellbauwissen weiterbearbeiten: sie zusammenkleben, Oberflächen schleifen und mit Epoxidharz beschichten. Wir hatten also viele komplizierte Aufgaben, und es hätte deutlich länger gedauert, wenn uns der 3D-Drucker nicht entlastet hätte. Er hilft uns, alles zu modernisieren und effizienter zu machen.

Big Rep B

Mit welchem Material druckt Ihr, und warum? 

Für dieses Projekt nutzen wir BigRep PRO HT. Es wurde uns empfohlen, weil es sehr temperaturbeständig ist, und weil es weniger leicht schmilzt oder weich wird als PLA. Wenn die Ausstellung in Sydney vorbei ist, könnte sie möglicherweise nach Amerika oder Europa kommen. Ihr könnt sie also hoffentlich eines Tages besuchen. Die Modelle werden verschifft und vielleicht in superheißen Gegenden wie Arizona ausgestellt werden, und deswegen haben wir ein sehr beständiges Material wie PRO HT gebraucht. Noch dazu haben wir sie mit Epoxidharz und Glasfaser verstärkt, weil sie möglicherweise von Menschen in der Ausstellung angefasst werden.

"Die Modelle werden verschifft und vielleicht in superheißen Gegenden wie Arizona ausgestellt werden, und deswegen haben wir ein sehr beständiges Material wie PRO HT gebraucht."

Irgendwelche letzten Worte zum BigRep PRO oder Ideen für die Zukunft?

Für uns ist der BigRep PRO ein wirklich nützliches Werkzeug. In Sachen Leistung ist der ONE perfekt für uns. Und wir freuen uns schon auf die nächsten spannenden Projekte, die wir mit dem BigRep machen können.

CDM Studio

Möchten Sie wissen, was der BigRep ONE für Ihr Unternehmen tun kann? Erfahren Sie hier mehr über den Großformatdruck.

Hossein Shamloo

Hossein Shamloo

Design Für Die Additive Fertigung: Best Practices Für Bessere 3D-Drucke

Design for Additive Manufacturing (DfAM)

Design für die additive Fertigung:
Best Practices für bessere 3D-Drucke

Design for Additive Manufacturing (DfAM)

Dank 3D-Druck kann man heute unendlich viele individuelle und innovative Lösungen entwerfen. Bastler verwenden den 3D-Druck, um ihre eigenen Heimwerkerprojekte zu kreieren und zu optimieren. Für industrielle Zwecke bietet die additive Fertigung (AM) um ein Vielfaches mehr, vor allem, wenn man einen großformatigen Drucker von BigRep besitzt. Zusätzlich zur Designfreiheit bieten 3D-Drucker viele weitere Vorteile: kostengünstige kundenspezifische Anpassungen, schnellere Markteinführungen, weniger Materialverschwendung, und die Vermeidung von komplizierten Logistik- und Lieferketten.

Es sind jedoch nicht alle Entwürfe für die additive Fertigung geeignet. Mit den richtigen Kenntnissen holen Sie das Beste aus Ihrem Drucker heraus, vor allem in den anfänglichen Entwurfs- und Konzeptphasen. Hier kann Design for Additive Manufacturing (DfAM) für den Erfolg Ihres Projekts entscheidend sein.

Was Ist Design for Additive Manacturing

Die additive Fertigung (AM) ist ein Prozess, in dem ein Objekt Schicht für Schicht aufgebaut wird. Sie ist das Gegenteil der subtraktiven Fertigung, bei der ein Objekt durch das Entfernen von überschüssigem Material produziert wird. Ein Beispiel ist die CNC-Bearbeitung. Obwohl die Begriffe oft synonym verwendet werden, ist der 3D-Druck nur die häufigste Form der additiven Fertigung. DfAM ist eine Methode, mit der man Teile speziell für die additive Fertigung entwerfen kann. Die Voraussetzungen unterscheiden sich von denen für andere typische Fertigungsprozesse wie z.B. den Spritzguss. Anders als traditionelle Designregeln bilden DfAM-Prinzipien einen Leitfaden für Designer*innen. Damit können sie die einzigartigen Kapazitäten des 3D-Drucks voll ausschöpfen und gleichzeitig einige Nachteile durch intelligente Lösungen umgehen.

In diesem Leitfaden werden einige Faktoren erklärt, die ein Design geeignet für den 3D-Druck machen, sowie DfAM-Prinzipien vorgestellt, mit denen Sie die Erzeugnisse Ihres 3D-Druckers verbessern können.

3D Print Speed

Warum DfAM

DfAM-Kenntnisse sind entscheidend, wenn man erfolgreiche, reproduzierbare und skalierbare Ergebnisse erzielen möchte, die die Einsatzmöglichkeiten des 3D-Drucks voll ausschöpfen. Welche Vorteile bieten die folgenden DfAM Richtlinien für Sie?

  • Niedrigere Material- und Teilkosten: Durch Implementierung der DfAM-Prinzipien vermeidet man unnötige Stützstrukturen, was wiederum den Materialverbrauch und die Druckkosten reduziert. Mithilfe von generativer Designsoftware und KI können Teile so entworfen werden, dass sie einen minimalen Materialverbrauch haben und dennoch die Anforderungen an die Teile erfüllen.
  • Schnellere Druckzeiten: Großformatige 3D-Drucke können Tage oder sogar Wochen dauern! Wenn Komponenten für die additive Fertigung optimiert sind, können Sie den effizientesten Druckplan erstellen, um die Druckzeit so weit wie möglich zu minimieren.
  • Bessere Skalierbarkeit: Entwürfe, die nach den DfAM-Prinzipien entworfen wurden, können ohne große Veränderungen auf verschiedenen Druckern gedruckt, sowie vergrößert oder verkleinert werden. 3D-Drucker können Teile sequentiell in Chargen drucken, und in manchen Fällen sogar parallel, was die Produktionszeit für jedes Teil drastisch reduziert.
  • Bessere Teilefestigkeit: Durch Anwendung der DfAM-Prinzipien können Sie die Festigkeit Ihrer 3D-Drucke erhöhen und gleichzeitig dessen Eigenschaften verändern, darunter Teilgewicht, Flexibilität und vieles mehr.
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DfAM Best Practices

Obwohl DfAM-Prinzipien viele Vorteile bringen, hängen einige spezifische Designentscheidungen von der gewählten 3D-Drucktechnik ab. Die DfAM Best Practices werden Ihnen in jedem Fall dabei helfen, Materialverbrauch und Druckzeit zu reduzieren, die Festigkeit von Bauteilen zu erhöhen und Topologie und Leistung zu optimieren, egal, welche 3D-Drucktechnik Sie verwenden.

1. DfAM hängt von Ihrem spezifischen 3D-Drucker ab

Bevor Sie Designs für den 3D-Druck erstellen, sollten Sie wissen, welche verschiedenen Prozesse zur Verfügung stehen. Unter den beliebtesten 3D-Druckprozessen findet man FFF (oft wird hierfür auch der geschützte Name FDM verwendet), SLA und SLS.

  • FFF (fused filament fabrication)Beim 3D-Druck wird geschmolzenes Plastik in Schichten auf einem Druckbett abgelegt. Das Plastik, in Form eines aufgewickelten Filaments, wird durch eine geheizte Düse geführt, die das Material erweicht und in einem dünnen Strom extrudiert. Der Drucker legt dann dieses geschmolzene Plastik gemäß den Designspezifikationen für das gedruckte Modell ab. Sobald eine Schicht vollendet ist, bewegt sich der Extruder in großformatigen FFF 3D-Druckern genau eine Schicht an der Z-Achse aufwärts, und legt dann eine weitere Schicht auf der vorigen ab. Bei kleinformatigen Druckern bewegt sich das Druckbett um eine Schicht nach unten, damit die nächste Schicht gedruckt werden kann. Dieser Prozess wiederholt sich, bis das Modell fertig ist. Kleinformatige FFF 3D-Drucker sind relativ einfach und kostengünstig, und sind deshalb bei Hobbyisten und Heimnutzern sehr beliebt. Großformatige spezialisierte FFF-Maschinen können jedoch qualitativ hochwertige Ergebnisse produzieren, und sind dadurch eine zukunftsfähige Option für professionelle und industrielle Anwendungen. Jeder FFF-3D-Drucker benötigt Stützstrukturen für Teile mit Überhangwinkeln, und um größere Distanzen zu überbrücken. Die Mindestwandstärke, Schichthöhen und andere Einstellungen hängen vom FFF-3D-Druckermodell ab. FFF-3D-Drucker können mit verschiedenen Materialien drucken, doch praktisch alle Filamente bestehen aus einem Polymer und können auch Fasern, Metall, Holz oder andere Additive enthalten. Manche FFF-Drucker können wasserlösliche Materialien für die gedruckten Stützstrukturen nutzen, so dass sie leicht zu entfernen sind.
  • SLA (Stereolithografie) verwendet ultraviolettes (UV) Licht, um lichtempfindliche Harzschichten eine nach der anderen auszuhärten. Wenn eine Schicht gedruckt ist, bewegt sich die harzgefüllte Wanne mit dem zu druckenden Teil um eine Schichtdicke nach unten. Manche SLA-Drucke benötigen Stützstrukturen, die etwas von FFF-Stützstrukturen abweichen und nicht mit wasserlöslichen Materialien gedruckt werden können. Normalerweise müssen SLA-Drucke nach dem Drucken gereinigt werden, um Überreste von nicht ausgehärtetem Harz zu entfernen, da das Teil sonst klebrig und schädlich für die menschliche Haut wäre.
  • Beim SLS-Verfahren(Selektives Lasersintern) schmilzt ein Laser pulverförmige Materialien auf, um Schicht für Schicht ein 3D-Objekt zu produzieren. Wenn eine Schicht gedruckt wurde, wird das Pulverbett um eine Schichthöhe herunterbewegt, so dass eine nächste Schicht auf der vorigen gesintert werden kann. SLS-Drucke brauchen keine Stützstrukturen, weil der Druck während des Druckprozesses von nicht-gesintertem Pulver umgeben ist. Fertige SLS-Drucke müssen meist gereinigt werden, manchmal mithilfe von speziellen Maschinen, um das lose Pulver von dem 3D-gedruckten Teil zu entfernen.
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2. Reduzieren Sie den Materialverbrauch und die Druckzeiten

Wenn Sie ein 3D-Modell für die additive Fertigung entwerfen, sollten Sie unbedingt berücksichtigen, wie viel Material benötigt wird, und wie lange es dauert, bis das Endprodukt fertig ist. Ein reduzierter Materialverbrauch kann Produktionskosten reduzieren und den Produktionsprozess beschleunigen. So können Sie den Materialverbrauch reduzieren:

  • Reduzieren Sie die Oberflächendetails im Modell: Software für 3D-Drucker bietet meist spezielle Werkzeuge, mit denen man die Oberflächendetails im 3D-Modell reduzieren kann.
  • Optimieren Sie die Slicereinstellungen: Sie können den Fülldichteanteil, die Wandanzahl und mehr reduzieren.
  • Ändern Sie die Ausrichtung der Teile: Reduzieren Sie Druckzeiten, Materialverbrauch und Stützstrukturen durch optimierte Anordnung der Teile.

3. Fassen Sie Teile zusammen

Ein Vorteil des 3D-Drucks ist, dass Teile, die früher separat produziert und dann zusammengefügt werden mussten, heute als ein einziges, integriertes Teil 3D-gedruckt werden können. Dadurch können Sie Druckzeiten und Montagezeiten reduzieren, Produktionsgeschwindigkeiten erhöhen, und die Teilefestigkeit steigern. Zusätzlich ist eine Bauteilintegration oft nur mit 3D-gedruckten Teilen möglich; die DfAM-Richtlinien können Ihnen also dabei helfen, die Vorteile der additiven Fertigung voll auszuschöpfen. Vorteile der Bauteilintegration sind unter anderem:

  • Reduzierung der Gesamtanzahl von Teilen, die produziert werden müssen, was wiederum die Logistik vereinfachen und Montagezeiten reduzieren kann
  • Reduzierung der Produktionszeit für jedes Teil
  • Reduzierung der Abfallmengen, die durch den Fertigungsprozess generiert werden
  • Reduzierung der internen Spannungen und Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des fertigen Teils
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4. Optimieren Sie die Topologie

Prinzipien zum Optimieren der Topologie zielen darauf ab, mit minimalen Materialmengen die Leistungsanforderungen zu erfüllen, um dadurch das Gewicht der Komponente zu minimieren. Zuerst müssen Sie die mechanischen Leistungsanforderungen (zum Beispiel Steifigkeit oder Festigkeit) und entwurfsbedingten Beschränkungen (zum Beispiel maximale zugelassene Spannung oder Verformung) festlegen. Manche CAD-Programme können simulieren, wie Ihre Teile auf verschiedene Lasten reagieren. Ausgehend von den Analyseergebnissen können Sie dann automatisch die verschiedenen Designparameter einstellen, bis Sie eine optimale Lösung finden. Durch Optimieren der Topologie können Sie die Festigkeit, die Steifigkeit oder das Gewicht des Teils verbessern und gleichzeitig Fertigungskosten sparen. Hier wird oft eine Finite Element Analyse (FEA) eingesetzt, um die Effekte von Designänderungen auf die Eigenschaften des Teils zu bewerten. Mit den Ergebnissen ist es dann möglich, ein neues effizienteres und effektiveres Design zu kreieren.

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DfAM Richtlinien

Die minimale Strukturgröße beschreibt die Mindestbreite oder -höhe, die ein 3D-Drucker präzise drucken kann.

1. Minimale Strukturgröße

Die minimale Strukturgröße beschreibt die Mindestbreite oder -höhe, die ein 3D-Drucker präzise drucken kann. Scharfe Kanten, Löcher, hervorstehender Text und Aussparungen sind Strukturen, bei denen eine Minimalgröße ausschlaggebend für den Erfolg sein kann. Egal entlang welcher Achse ein Teil ausgerichtet wird, ergeben sich normalerweise Beschränkungen durch die verwendete 3D-Drucktechnik, sowie durch die spezifische Hardware (z.B. Düsengröße) und die Präzision der Maschine.

Wenn in Ihrem 3D-gedruckten Teil Löcher vorgesehen sind, wird der Mindestdurchmesser von verschiedenen Faktoren beeinflusst, die wiederum von der 3D-Drucktechnik abhängen. Beim SLS-Druck müssen die Löcher z.B. einen Mindestdurchmesser von 1,5 mm aufweisen, damit das Pulver nicht in den Löchern hängenbleibt. Beim FFF-3D-Druck dagegen hängt der Mindestlochdurchmesser hauptsächlich von der Düsengröße und der Schichthöhe ab.

Eine DfAM-Empfehlung ist, dass alle spitze Ecken abgerundet oder mit Fasen versehen werden, um Spannung zu verringern. Das Abrunden oder Anfasen von scharfen Kanten sorgt für die Verteilung von Kräften, die sonst auf eine spezifische Stelle in dem Design wirken würden.

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2. Wandstärke und Schichthöhe

Die Wandstärke beschreibt die Dicke der gedruckten Umrissschichten des Objekts, und ist abhängig von der Anzahl an Wandlinien (Wall Line Count). Die absolute minimale Wandstärke ist eine einzige extrudierte Linie (Anzahl der Wandlinien: 1) und hängt von der Düsengröße ab: Sie darf nicht kleiner sein als der Düsendurchmesser, und sollte sogar etwas größer sein, üblicherweise um einen Faktor von 1,2. Zusätzliche Wandlinien, wie z.B. innere Wände und Infillwände können dünner sein als der Düsendurchmesser, sollten aber 60% nicht unterschreiten.

Die Berechnung der Mindestwandstärke sollte auch die Gesamtgeometrie und den Verwendungszweck des 3D-Drucks berücksichtigen. Für ein funktionales Objekt, das Spannung oder Lasten ausgesetzt wird, sind dickere Wände mit einer höheren Anzahl an Wandlinien unverzichtbar. Dagegen können dünnere Wände mit weniger Linien genügen, wenn das Objekt als Prototyp für eine Designiteration oder Passungsprüfung gedacht ist. Je dicker die Wände, desto länger die Druckdauer, und desto höher das Teilegewicht.

Die Schichthöhe ist die Dicke jeder Schicht, gemessen an der Z-Achse, und hat ebenfalls einen Einfluss auf Ihre DfAM-Entscheidungen. Obwohl die Einstellungen für die Schichthöhe während des Slicings bestimmt werden, können Sie Ihr Design an die geplanten Einstellungen anpassen. Die minimale Strukturgröße hängt zum Beispiel von der Schichthöhe ab; Sie sollten also keine Strukturen entwerfen, die Ihr 3D-Drucker nicht produzieren kann.

Die Schichthöhe hängt vom Düsendurchmesser ab, und muss kleiner sein als der Düsendurchmesser, üblicherweise um einen Faktor zwischen 0,3 und 0,6. Je höher die Schichthöhe, desto schneller der Druck, und desto rauer die Schichtstruktur an der Oberfläche. Die Teilfestigkeit wird auch von der Verbindung zwischen den Schichten beeinflusst; höhere Schichthöhen verbessern leicht die Festigkeit. Üblicherweise werden niedrigere Schichthöhen für feinere, präzisere Drucke mit glatteren Oberflächen verwendet. Dagegen sind höhere Schichthöhen von Vorteil, wenn man schneller drucken will und die Oberflächengüte nicht allzu wichtig ist, oder durch Nachbearbeitung hergestellt werden kann.

Desgign for Additive Manufacturing

3. Stützstrukturen

Obwohl sie streng genommen kein Teil des Designprozesses sind, kann man Stützstrukturen vermeiden, indem man den DfAM-Prinzipien folgt. Dies wiederum reduziert Druckzeiten und Materialverbrauch und verbessert gleichzeitig die Oberflächengüte.

Suppoort Structures - DfAM

Stützstrukturen sind temporäre Strukturen, die 3D-gedruckte Objekte verstärken. Sie verhindern, dass die Objekte während des Druckprozesses einbrechen und verbessern deren Gesamtfestigkeit und Langlebigkeit. 3D-Modelle mit Überhängen oder Elemente mit einer kleinen Kontaktfläche mit dem Druckbett benötigen während des 3D-Drucks Stützstrukturen. Teile mit feinen Strukturen oder Bereichen mit niedriger Dichte brauchen möglicherweise Stützstrukturen, damit Sie nicht während des 3D-Drucks beschädigt werden. Jeder 3D-Drucker und jedes Material hat eigene Grenzen, ab denen Stützen benötigt werden; die Faustregel besagt, dass Teile mit vertikalen Winkeln von maximal 50° keine Stützen benötigen.

Stützstrukturen sind dafür gedacht, nach dem Druckprozess entfernt zu werden. Breakaway-Stützen können aus dem gleichen Material gedruckt werden, aus dem auch der Druck selbst gefertigt wird, und werden nach dem Drucken manuell entfernt. Ein anderer Ansatz sind Stützstrukturen aus einem meist wasserlöslichen Material, die nach dem Drucken einfach aufgelöst werden können. Sie sind oft leichter zu entfernen und sorgen für eine bessere Oberflächenqualität. Wenn Sie die DfAM-Richtlinien für Überhänge und Brücken befolgen (siehe unten), dann brauchen Sie weniger oder sogar gar keine Stützstrukturen.

4. Überhänge

Ein Überhang ist eine geometrische Form, die über die vorige Schicht ohne eine Stützstruktur hervorragt. Ist ein Überhang zu steil, typischerweise über 50°, wird er ohne Stützstruktur einstürzen oder in sich zusammenfallen.

Wenn Sie Objekte für die additive Fertigung entwerfen, können Sie diese Winkel anpassen, um innerhalb der maximalen Überhangswinkel zu bleiben, so dass keine Stützstrukturen benötigt werden. Das hat drei Vorteile: die gedruckte Oberfläche sieht besser aus, das Teil wird schneller gedruckt, und es wird weniger Material benötigt. Mit dem BigRep BLADE Slicer können Sie die Stützstrukturen automatisch für spezifische Material- und Maschinenprofile entwerfen. Wenn Sie mit größeren maximalen Überhangswinkeln experimentieren wollen, können Sie diese Einstellung ändern und die automatisch generierten Stützen reduzieren. Die Materialwahl beeinflusst ebenfalls den maximalen Überhangswinkel, der ohne Stützen möglich ist. Wenn es Ihr Projekt erlaubt, können Sie ein Material wählen das größere Überhangwinkel toleriert, um das Drucken von Stützen zu vermeiden.

Overhangs - DfAM

5. Bridging

Man spricht von Bridging (Brückenbildung), wenn ein Material mitten in der Luft gedruckt wird, um zwei oder mehr ansonsten nicht verbundene Segmente ohne eine Schicht darunter zu verbinden. Um erfolgreich eine Brücke zu bilden, muss das Material dazu in der Lage sein, sein eigenes Gewicht und das des Modells zu tragen. Die maximale Brückenlänge hängt von Material und 3D-Drucker ab. Wenn diese Grenze überschritten wird, hängt die Brücke durch, falls keine Stützstrukturen darunter gedruckt werden. Wenn Sie ein Material wählen, das bessere Bridgingeigenschaften hat, dann können Sie auf gedruckte Stützen verzichten, ohne Ihr Design zu ändern.

Wie im folgenden Bild gezeigt, wird die Qualität der Brücke schlechter, je länger die Brücke ist. Anders gesagt: ab einem gewissen Punkt (abhängig von Material, Drucker und Geometrie) hängt die Brücke durch. Das folgende Bild zeigt einen Testdruck von verschiedenen Brückenlängen, gedruckt mit einem BigRep ONE und mit PLA Filament. Hier sieht man, dass die Brückenqualität ab einer Länge von 50mm abnimmt. Bedenken Sie, dass dieser Testdruck nur eine Vereinfachung einer realen 3D-Druckanwendung darstellt; Ihr 3D-Druck wird im Vergleich zum Testdruck wahrscheinlich kürzere Brücken oder Stützstrukturen benötigen.

Bridging - Design for Additive Manufacturing
Bridging front view - Design for Additive Manufacturing

6. Ausrichtung

Die Teileausrichtung ist eine Einstellung, die während dem Slicing bestimmt wird. Wenn Sie diese Einstellung während der Designphase berücksichtigen, können Sie Ihren Entwurf dementsprechend verändern und verbessern.

Indem Sie die Ausrichtung des Teils im Bauraum des Druckers ändern, können Sie die Teilefestigkeit und die Oberflächenqualität verbessern, die Druckzeit verkürzen, und 3D-gedruckte Stützstrukturen vermeiden. Für festere Teile sollte der Druck so orientiert sein, dass die gedruckten Schichten senkrecht zu der Richtung stehen, in der Kraft auf das Teil ausgeübt wird. Grund dafür ist, dass die Verbindung zwischen den Schichten die schwächste Stelle des gedruckten Teils darstellt. Wenn die Schichten senkrecht zu den Kräften liegen, denen das gedruckte Teil ausgesetzt wird, wird das Teil bruchfester.

Ist ein Teil korrekt orientiert, werden weniger Leerbewegungen (der Druckkopf bewegt den Extruder an eine andere Stelle, ohne zu drucken) und gedruckte Stützen benötigt.

Die Oberflächenqualität kann auf zweierlei Arten negativ durch die Teileausrichtungbeeinflusst werden: Stützstrukturen und Treppeneffekt. Stützstrukturen lassen die Oberfläche eines 3D-gedruckten Teils rauer und unregelmäßiger wirken; in manchen Fällen kann das Entfernen der Stützstrukturen sogar die Oberfläche beschädigen. Beim Treppeneffekt hat das gedruckte Objekt starke Rillen in der Oberfläche, wie im rechten Bild gezeigt. Es gibt mehrere Wege, die Oberfläche glatter erscheinen zu lassen. Man kann zum Einen die Schichthöhe reduzieren, doch das verlängert die Druckzeit. Man kann das Teil aber auch so ausrichten, dass die Schichten senkrecht zu der Oberfläche des 3D-gedruckten Teils aufgebaut werden. Wenn eine spezielle Fläche glatter sein soll, sollte das Teil so orientiert werden, dass die Fläche so vertikal wie möglich ist (bezogen auf das Druckbett).

Part Orientation - DfAM

7. Maßabweichungen

In der additiven Fertigung geben Maßabweichungen an, welche Abweichungen vom ursprünglichen 3D-Modell akzeptabel sind oder erwartet werden. Anders gesagt: sie beschreiben, wie sehr der 3D-Druck dem digitalen Modell ähnelt. Wenn Sie Teile für den 3D-Druck entwerfen, sollten Sie unbedingt diese Maßabweichungen berücksichtigen, da der Druckprozess zu Ungenauigkeiten führen kann.

Stützstrukturen können zu höheren Abweichungen führen, wenn sie bei ihrer Entfernung eine zu raue oder verzogene Druckfläche hinterlassen. Es ist sehr wichtig, Maßabweichungen zu verstehen, da sie bestimmen, wie gut ein Teil sitzt und seine vorgesehene Funktion erfüllt. Ein deutlich zu klein gefertigtes 3D-gedrucktes Teil kann zum Beispiel beim Einsatz in eine andere Struktur wackeln, während ein zu groß gedrucktes Teil schwierig zu montieren sein oder übermäßigen Verschleiß verursachen könnte.

Die möglichen Toleranzen für ein 3D-gedrucktes Teil sind abhängig von der Präzision des 3D-Druckers, seiner Komponenten, und dem verwendeten Material. Eine präzise Fertigung kann durch inkorrekte Kalibrierung des Druckers oder starke Vibrationen während des Drucks beeinträchtigt werden. Die erreichbaren Toleranzen hängen auch von Düsendurchmesser und Schichthöhe ab. Eine 0,6 mm-Düse kann kleinere Toleranzen erreichen als eine 2 mm-Düse. Höhere Schichthöhen führen zu einer gröberen Oberflächenauflösung, was die möglichen Toleranzen des 3D-gedruckten Teils beeinträchtigt.

Tolerances in Additive Manufacturing

8. Infill

Die Füllung bzw. Infill ist eine 3D-gedruckte Innenstruktur, meist in Gitterform, die das Innere eines 3D-gedruckten Teils ausfüllt. Die Art und Dichte der Füllung werden während des Slicings festgelegt, aber es ist hilfreich zu wissen, welche Füllung benötigt wird wenn Sie Ihr Teil entwerfen.

Die Füllung erfüllt zwei Funktionen: sie verstärkt das Teil, und sie stützt die oberen Schichten bei bestimmten Geometrien. Die Füllung kann in einer Vielzahl von Mustern gedruckt werden, wie z.B. Gitter, Dreieck und Gyroid; ihre Dichte hängt von den Slicereinstellungen ab, und reicht von 0-100%. Mit einer Füllung von 0% wird das Teil leichter und kann schneller gedruckt werden, aber es wird auch weniger fest. Es ist eigentlich nie notwendig, eine 100%-Füllung zu drucken, weil die Füllung ein Teil ab einem gewissen Prozentsatz nur vernachlässigbar stärkt. Die zweite Funktion der Füllung, nämlich die oberen Schichten zu stützen, ist nur für manche Geometrien relevant. Wenn der obere Bereich kleiner ist als eine typische Brücke, dann wird keine Füllung benötigt, solange sie nicht für die Festigkeit notwendig ist. In der Praxis brauchen die meisten 3D-gedruckten Teile eine Füllung, die die oberen Schichten stützt. Die nötige Fülldichte für die oberen Schichten hängt von der Anzahl an oberen Schichten, den Maschineneigenschaften und dem verwendeten Material ab. Wenn ein 3D-gedrucktes Teil nur eine obere Schicht hat, können die gedruckten Füllwände einsacken; dies lässt sich mit zusätzlichen Schichten kompensieren, sodass die oberste Schicht das erwünschte Erscheinungsbild aufweist.

Die korrekten Einstellungen hängen von Ihren Projektanforderungen ab. Für ein Objekt mit niedriger Festigkeit können Sie z.B. die Fülldichte reduzieren, um Zeit zu sparen. In einem DfAM-Entwurf sollte die Füllung so stark wie für die Festigkeit erforderlich sein, und das bei möglichst geringem Materialeinsatz. Dies reduziert das Gewicht des Teils sowie die Gesamtkosten für den Druck.

Wenn möglich, können Sie die Geometrie Ihres Teils ändern, um den Bedarf an Füllung zu reduzieren oder die Füllung ganz wegzulassen. Dies ergibt einen schnelleren 3D-Druck, bessere Oberflächenqualität und weniger Materialverbrauch.

3D Print Speed

Testen und Validieren Sie Ihr Design

Wenn Sie den DfAM-Prinzipien folgen, können Sie den Erfolg Ihres Designs vor und nach dem Drucken bewerten.

DfAM Software

Eine „Design-for-Manufacturing“-Software wie DFM Pro kann feststellen, ob die DfAM-Regeln befolgt wurden. Die Software identifiziert mögliche Fertigungsprobleme mit dem 3D-Teil und schlägt Lösungen vor. Automatische Lösungen sind ebenfalls möglich.

FEA Software

Mit einer FEA-Software (Finite Element Analyse) können Sie die mechanischen Eigenschaften Ihres Designs vor dem Druck prüfen. Sie können Ihr Design mithilfe von DfAM-Richtlinien, KI und/oder spezieller Software anpassen, um die Parameter in Ihrem digitalen 3D-Modell zu verbessern.

Test Printing

Wenn Ihr 3D-Drucker kalibriert und funktionsfähig ist, können Sie das Teil damit drucken, um den Erfolg Ihres Designs zu prüfen, und den Prozess so oft wie nötig wiederholen. Die Fähigkeit, auf einfache Weise Testobjekte zu drucken, zu bewerten, umzukonstruieren und wieder zu drucken ist ein riesiger Vorteil der AM.

3D Print Speed

Grenzen des DfAM

Obwohl DfAM viele Vorteile hat, gibt es immer noch Einschränkungen, die von dem spezifischen 3D-Drucker, dem Material oder der 3D-Druckanwendung abhängen. Die DfAM-Richtlinien können einen 3D-Druck zwar verbessern, doch sie können es nicht kompensieren, wenn bereits anfängliche Fehler im Entwurf die Gesamtfunktionalität eines Teils beeinträchtigen.

DfAM kommt auch nicht gegen menschliches Versagen an. Einerseits kann man mit Expertise die Qualität und das Ergebnis positiv beeinflussen. Andererseits kann Erfahrung ohne die Unterstützung von Algorithmen oder KI nicht alles erreichen, insbesondere bei der Betrachung neuartiger Problemstellungen. Die Notwendigkeit, Designiterationen zu erstellen und drucken kann die Kosten erhöhen und Zeitpläne verzögern. Wenn die Zeit für Designiteration begrenzt ist, kann durch Software (z.B. DFM oder FEA) und Hardware (3D-Scanner) die Wahrscheinlichkeit von Fehlern reduziert werden. Hier können jedoch zusätzliche Werkzeuge und Softwarekompetenzen nötig werden.

Eine Kritik an DfAM ist, dass strikte Designregeln homogenere Designs zur Folge haben, die weniger originell und innovativ sind. Andererseits eröffnet die additive Fertigung eine ganze Welt an Designmöglichkeiten, die mit anderen Produktionsmethoden niemals möglich wären.

Design for Additive Manufacturing

Fazit

DfAM ist eine leistungsfähige Sammlung an Konstruktions-Richtlinien, mit denen das Endergebnis der additiven Fertigung verbessert werden kann. Für den industriellen 3D-Druck ist DfAM besonders wichtig, da dadurch bessere, leichtere und robustere Produkte entstehen.

DfAM ist ein sich stets entwickelnder Satz an Richtlinien und Best Practices und kann für spezielle Designaufgaben oder sich unterschiedliche 3D-Drucktechniken angepasst werden.

INDUSTRIAL QUALITY MEETS  COST EFFICIENCY.
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The BigRep PRO is a 1 m³ powerhouse 3D printer, built to take you from prototyping to production. It provides a highly scalable solution to manufacture end-use parts, factory tooling or more with high-performance, engineering-grade materials. Compared with other manufacturing and FFF printing solutions, the PRO can produce full-scale, accurate parts faster and at lower production costs.

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About the author:

Dominik Stürzer <a style="color: #0077b5" href="https://www.linkedin.com/in/dominik-stuerzer/" target="_blank" rel="noopener"><i class="fab fa-linkedin"></i></a>

Dominik Stürzer

Head of Growth Marketing

Dominik is a mechanical engineer whose passion to share knowledge turned him to content creation. His first 3D prints started in university. Back then the 3D printers were big on the outside and small on the inside. With BigRep the machines are finally big in their possibilities.

3D Druck Mit Kohlefaser: Wie Man Starke Bauteile 3D-Druckt

carbon-fiber-3d-printing

3D-Druck Mit Kohlefaser: Wie Man Starke Bauteile 3D-Druck

Die Zugabe von Kohlenstofffasern in Filamenten verbessert sowohl die Festigkeit als auch die Steifigkeit. Die zusätzliche Festigkeit und erhöhte Steifigkeit durch die zugeführten Fasern führt zu einem besseren Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, wodurch leichtere, stärkere Teile in geringerer Druckzeit entstehen.

Lesen Sie weiter, um zu erfahren, wie Carbonfaser für Ihr Unternehmen von Nutzen sein kann und lernen Sie mehr über die einzigartigen Eigenschaften von CF-Filamenten.

Was sind Carbonfaser-Filamente?

Carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFRP) vereinen die Qualitäten und Leistungseigenschaften von Carbonfasern mit dem Polymermaterial, das sie verstärken. Die Druckbarkeit und einfache Verwendung eines Standard-Thermoplasts wie PLA, ABS oder PET wird durch die Zugabe von geschnittenen oder kontinuierlichen Kohlenstofffasern verbessert.

Geschnittene Fasern werden meist für die industrielle Produktion und auch für den 3D-Druck verwendet. Diese Kohlenstofffasern dienen als "Füllmaterial" in thermoplastischen Materialien für den Spritzguss oder als Kohlenstofffaserfilamente für den Einsatz in 3D-Druckern. Sie können wie jedes andere thermoplastische Material verarbeitet werden. Sie haben jedoch zusätzliche Anforderungen, die später erläutert werden.

Beim FFF-3D-Druck (Extrusionsverfahren) werden geschnittene Kohlenstofffasern verwendet. Diese kleinen Fasern werden als Verstärkungsmaterial in einen Standardthermoplast gemischt.

Warum Sie Kohlenstofffaser-3D-Druck benötigen

Industrielle Anwendungen erfordern oft spezifische mechanische Eigenschaften und eine fein abgestimmte Präzision. Durch die Kombination der Fähigkeiten eines hochfesten Werkstoffs mit den vielen Vorteilen der additiven Fertigung bietet der 3D-Druck von Kohlenstofffasern eine außergewöhnliche Dimensionsstabilität für starke, steife Bauteile mit einer feinen Oberflächenbeschaffenheit und einer hohen Wärmeformbeständigkeit - ideal für den funktionale, leistungsstarke Einsatz.

Da der 3D-Druck immer weiter in die Endproduktion vordringt, wird die Möglichkeit, sowohl Teile als auch Werkzeuge aus Carbonfaserfilamenten herzustellen, immer gefragter.

Ganz gleich, ob Kohlefasern in Formen, Vorrichtungen, Werkzeugen oder Hochleistungsrennwagen, Spezialausrüstungen für die Luft- und Raumfahrt oder professionelle Radsportausrüstungen verwendet werden, mit Carbonfaser-3D-Druck-Filamenten können Sie die hochfesten Bauteile herstellen, die Sie benötigen. Als relativ neues Angebot in der Fertigungsindustrie hat der 3D-Druck von Kohlenstofffasern natürlich viele Vorteile, aber es lohnt sich auch, die Druckanforderungen zu kennen, bevor Sie damit starten.

Kohlefaser-Filament
CF Filaments
Dieses Muster wurde mit BigRep Hi-Temp CF gedruckt und wird zur Herstellung von Drohnenbauteilen aus Kohlefaser-Prepreg verwendet.

Vorteile des 3D-Drucks mit Kohlenstofffasernverstärkten Filamenten

Die Vorteile des 3D-Drucks mit Kohlenstofffasern liegen in den Leistungseigenschaften:

Hohe Festigkeit

Die vielleicht am meisten angepriesene Eigenschaft von Carbonfaser-3D-Druckerfilament ist die hohe Festigkeit, die den Schlüssel zu seiner Leistung - und seiner Attraktivität als 3D-Druckmaterial - darstellt. Kohlefaser bietet ein Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, das eine hohe Leistung bei geringer Dichte ermöglicht.

FORMBESTÄNDIGKEIT

Die hohe Festigkeit und Steifigkeit der Kohlefaser verringert die Tendenz zur Formschwindung und trägt so zu ihrer hervorragenden Dimensionsstabilität bei, die für Bauteile, die präzise Abmessungen und enge Toleranzen erfordern, unerlässlich ist.

GERINGES GEWICHT

Hand in Hand mit seiner Festigkeit geht das geringe Gewicht eines 3D-Druckerfilaments aus Kohlefaser.  Geringes Gewicht ist ein Hauptvorteil des 3D-Drucks im Allgemeinen, und die Verwendung von Kohlefasermaterialien ermöglicht diese Gewichtsreduzierung ohne Verlust an leistungsfähiger Stärke.

HOHE WÄRMEFORMBESTÄNDIGKEIT

Im Vergleich zu Standard-3D-Druckmaterialien wie PLA, ABS und PETG können Kohlefasern wesentlich höheren Temperaturen standhalten. Kohlefaserverbundwerkstoffe - wie PA12 CF von BigRep - erhöhen die Wärmeformbeständigkeit des Basismaterials für eine bessere Leistung bei erhöhten Temperaturen.

GERINGERE NACHBEARBEITUNG ERFORDERLICH

CF-Filamente machen Schichtlinien weniger auffällig. Dadurch erhalten Sie eine bessere Oberflächenqualität und Haptik, wodurch Nachbearbeitungen wie Schleifen entfallen.

Steifigkeit

3D-gedruckte Kohlefaserteile behalten auch bei hoher Belastung ihre Form. Im Gegensatz zu anderen Materialien, bei denen Festigkeit und Haltbarkeit gegen Steifigkeit eingetauscht werden, gewährleistet die Steifigkeit von Kohlenstofffasern strukturelle Integrität.

Anforderungen für die Arbeit mit Kohlefaserfilamenten

Kohlefaser-Filament ist abrasiver als viele andere typischen Desktop- Materialien und hat spezifische Wärmeanforderungen. Da es sich hierbei oft um neue technische Materialien handelt, kann man sie nicht einfach gegen Standard-3D-Drucker-Filament austauschen und erwarten, dass sie mit den gleichen Einstellungen gedruckt werden können.

3D printer bed with build plate and filament spool

Beheiztes Druckbett

Hand in Hand mit einer geschlossenen 3D-Druckumgebung geht ein beheiztes Druckbett, das entscheidend dafür ist, dass die erste Druckschicht auf dem Druckbett haftet. Ohne diese solide Grundlage kann die Qualität der übrigen Druckschichten beeinträchtigt werden.

Extruder with hardened nozzle for carbon fiber 3D printing

Ausgehärtete Düse

Im Laufe der Zeit – die von einem bis zu wenigen Druckaufträgen variieren kann – wird Kohlefaser-Filament aufgrund seiner Abrasivität eine Standard-3D-Druckdüse abnutzen. Eine Düse aus Messing beispielsweise verformt und erodiert beim Extrudieren dieser Materialien und wird schließlich funktionsunfähig. Eine Düse aus gehärteten Stahl ist eine Voraussetzung für einen 3D-Drucker, um CF-Filament zu verarbeiten.

Natürlich müssen Designer, Ingenieure und Bediener, die an einem CF-Projekt arbeiten, alle gut in den Anforderungen für die Arbeit mit Kohlefaserfilamenten geschult sein. Schulung und Fortbildung müssen bei der Einführung von CF-Filamenten in den Betrieb berücksichtigt werden.

3D printer creating car interior parts in a manufacturing facility

Druckausrichtung

Die Zugabe von CF erhöht die Zugfestigkeit, kann aber bei falscher Handhabung zu einer Verringerung der Schichthaftung führen. Um die geringe Duktilität des Materials auszugleichen, richten Sie das Bauteil in Richtung der Spannung oder Belastung aus. Dies kann während der Ausrichtung des Teils in einer Slicing-Software wie BLADE angepasst werden.

Composite Form 3D-gedruckt aus Kohlefaser-Filament

Wo werden CF-Filamente verwendet?

Der 3D-Druck von Kohlenstofffasern wird dank seines guten Verhältnisses von Festigkeit zu Gewicht und seiner Gesamtsteifigkeit am besten in der Fertigung eingesetzt. Zu den wichtigsten Anwendungen dieser Materialien gehören die Herstellung von Formen, Vorrichtungen und Werkzeugen.

Verbundwerkstoff-Formen und Thermoform-Formen

3D-gedruckte Formen sind eine der besten Möglichkeiten, wie moderne und traditionelle Fertigungstechnologien in der Ferigungsindustrie  zusammenarbeiten. 3D-gedruckte Formen verbinden die Komplexität und Produktionsgeschwindigkeit des 3D-Drucks mit den Massenproduktionsfähigkeiten der formgebundenen Fertigung. Wenn es um Verbundwerkstoffformen und Tiefziehformen geht, sind die Leistungseigenschaften von CF-Materialien eine natürliche Ergänzung.

Formen aus Verbundwerkstoffen sind eine der gängigsten Fertigungsmethoden, um kostengünstig große Mengen identischer Teile herzustellen. Wie der Name schon sagt, werden Verbundwerkstoffformen aus Verbundwerkstoffen hergestellt, die komplexe Formen annehmen können und einer wiederholten Verwendung standhalten - und das zu deutlich geringeren Kosten als Aluminium- oder Stahlformen.

Thermoformwerkzeuge verwenden Wärme und Druck, um eine flache thermoplastische Platte in eine Form zu bringen. Dabei wird die Platte durch Konduktion, Konvektion oder Strahlungswärme erhitzt, bevor sie an die Oberfläche der Form angepasst wird. Thermoformwerkzeuge müssen wiederholter Höhsttemperaturen standhalten, was besondere Leistungsmerkmale erfordert, die durch CF-Werkstoffe gut erfüllt werden können.

Vorrichtungen, Werkzeugbau

Halterungen, Vorrichtungen und Werkzeuge, die beim Fräsen, Bohren und anderen subtraktiven Vorgängen verwendet werden, werden oft als Ergänzung zu Herstellungsprozessen angesehen – aber für sich genommen unerlässlich sind. Halterungen und Vorrichtungen werden verwendet, um bestimmte Teile während der verschiedenen Phasen ihrer Herstellung an Ort und Stelle zu halten, und Werkzeuge werden durchgehend verwendet.

Diese wichtigen Hilfsmittel sind oft am besten geeignet, wenn sie an die jeweilige Anwendung angepasst sind, und können durch häufigen Gebrauch abgenutzt werden. Aus diesen Gründen werden Vorrichtungen und Werkzeuge zunehmend vor Ort in 3D gedruckt. Sie können an den jeweiligen Einsatz angepasst und bei Bedarf reproduziert werden, ohne dass man sie auslagern oder auf einen neuen Vorrat warten muss.

3D-gedruckte Vorrichtungen und Werkzeuge aus verstärkten Materialien wie CF-Filamenten halten länger und sind leistungsfähiger - vor allem in Bezug auf die Langlebigkeit. Hier erfahren Sie mehr darüber, wie Sie das kostspielige CNC-Fräsen-Verfahren durch flexible, kostensparende Lösungen für die Kleinserienfertigung ersetzen können.

Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie

Die Gestaltungsfreiheit von Kohlefaser ermöglicht es Ihnen, komplexe Geometrien zu realisieren, die mit herkömmlichen Methoden nicht wirtschaftlich sind. Diese Designfreiheit ermöglicht es Ihnen, schnell zu iterieren und dann aufgrund der erhöhten Steifigkeit und Temperaturstabilität funktionalere Prototypen zu erstellen. Die verbesserte Ästhetik des Objekts, einschließlich der durch 3D-Druck erreichten komplexen Krümmung und der besseren Oberflächenqualität mit CF-Filamenten, kann Innovationen in der Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie und anderen verwandten Branchen ermöglichen.

Comparison of high temperature material vs PA12CF composite filament

BigRep PA12 CF und HI-TEMP CF

BigRep bietet zwei kohlenstoffgefüllte Filamente an: PA12 CF, eine Nylon-Kohlenstofffaser und HI-TEMP CF, ein biobasiertes, kohlenstofffasergefülltes Polymer. Der entscheidende Unterschied zwischen diesen beiden kohlenstofffaserverstärkten Filamenten besteht darin, dass HI-TEMP CF weniger hohe Anforderungen an die Hardware stellt. HI-TEMP CF ist für mehrere Drucker geeignet, darunter der ONE, der STUDIO und der PRO, während PA12 CF für industrielle Anwendungen auf dem PRO geeignet ist.

Wenn Sie die beste Leistung wünschen, sollten Sie ein PA12 CF-Filament verwenden. PA12 CF weist eine höhere Zugfestigkeit, Schlagzähigkeit und Wärmeformbeständigkeit auf und eignet sich daher gut für Anwendungen, die eine höhere Haltbarkeit und höhere Lebensdauer für anspruchsvolle industrielle Fertigung erfordern.

Der Ausgleich für die höhere Steifigkeit und Biegefestigkeit von HI-TEMP CF und da es im Vergleich zu PA12 CF leichter zu handhaben ist, ist eine leichte Verringerung der Schlagzähigkeit und der Wärmeformbeständigkeit. Dadurch eignet es sich besser für Anwendungen, die keiner Schlagbeanspruchung ausgesetzt sind, bei denen aber dennoch eine gewisse Formstabilität unter Belastung erforderlich ist. Diese erhöhte Steifigkeit und Biegefestigkeit wird durch HI-TEMP CF erreicht.

Unabhängig davon, für welches Filament Sie sich entscheiden, können Sie die vielen Vorteile von kohlefasergefüllten Materialien nutzen, um die Leistung Ihrer Anwendungen zu steigern. Obwohl diese Materialien speziell für den Großformatdruck auf BigRep-Maschinen entwickelt wurden, sind sie mit vielen anderen 2,85-mm-Druckern mit einer gehärteten Düse kompatibel.

HI-TEMP CF

Carbonfaser Verstärkt und Hitzebeständig

Mehr Erfahren

PA12  CF

Steife und Starke Carbon Faser

Mehr Erfahren

Fazit

Wenn Sie sich für den 3D-Druck von Kohlenstofffasern entscheiden, lassen Sie sich auf ein Projekt ein, das die Einhaltung von Parametern und speziellen Geräten und Anforderungen erfordert. Wenn diese Bedingungen erfüllt sind, können Sie erstklassige, leichte, haltbare und funktionelle Bauteile herstellen, die einer Vielzahl von industriellen Anwendungen standhalten, und zwar mit der ganzen Komplexität des Designs, die der 3D-Druck zu bieten hat. Setzen Sie sich noch heute mit unseren BigRep-Experten in Verbindung, um zu erfahren, wie CF-Filamente zur Verbesserung Ihrer Produktionsmöglichkeiten beitragen können.

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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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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Welche Vorzüge bietet die Autokalibrierung?

Autocalibration

Benutzer von FFF-basierten 3D-Druckern kennen das Problem: vor dem Druck steht die Kalibrierung des Druckers. Um einwandfreie Druckergebnisse zu bekommen, müssen das Druckbett und der bzw. die Extruder korrekt eingestellt sein. Dies dient einerseits dazu, Maßabweichungen soweit wie nur irgendwie möglich zu eliminieren. Andererseits verhindert z.B. ein korrekt eingestellter Abstand der Düse zum Druckbett auch ein ungewolltes Ablösen des gedruckten Objekts während des Druckvorgangs.

Je nach Druckertyp, der Maschinenausstattung und dem jeweiligen Anwendungsfall ist diese Kalibrierung ein mehr oder weniger komplexer Vorgang. Sie erfordert Wissen und Erfahrung mit der Maschine, ist zeitraubend und damit kostspielig. Insbesondere bei häufigen Materialwechseln oder einem Umstieg zwischen einem Betrieb mit und ohne Dual Extrusion kann die Kalibrierung zu einem signifikanten zeitlichen Faktor werden. Um dem Rechnung zu tragen, verfügt der neue BigRep PRO über eine Funktion zur  automatischen Kalibrierung. Sie nimmt Ihnen diese aufwendigen Tätigkeiten auf Knopfdruck ab, und Sie sparen damit Zeit und Geld.

Die Autokalibrierung des BigRep PRO - Wie funktioniert sie?

Der erste Schritt zu einem ordnungsgemäß kalibrierten BigRep PRO ist die Bettnivellierung. Diese lässt sich mit Hilfe der "Bed Level"-Funktion durchführen. Der Sensor vermisst eine Anzahl von Punkten auf dem Druckbett, und der Bediener wird über die Benutzeroberfläche über das Ergebnis der Messung informiert. Abweichungen lassen sich dann durch Verstellen der Einstellschrauben unter dem Druckbett korrigieren. Die Bettnivellierung muss nur in besonderen Fällen durchgeführt werden, wie beispielsweise bei der Ersteinrichtung, oder bei einer halbjährlichen Wartung.

Vor dem Druck übernimmt der BigRep PRO dann mehrere Kalibrieraufgaben. Das ist zum einen das Bed Mapping, das auch während der Bettnivellierung zum Einsatz kommt. Hier stellt der ein Sensor sicher, dass der Abstand der Druckdüse(n) zum Bett über die gesamte Fläche des Druckbetts gleich ist. Der PRO kann dann die Schichtdicke automatisch anpassen, um erfasste Abweichungen auszugleichen. Dies ist insbesondere für eine perfekte erste Druckschicht von Bedeutung, die wiederum essentiell für die Haftung des Objekts auf dem Druckbett und damit für einen erfolgreichen Druck ist. Gerade bei den Abmaßen des BigRep PRO lässt sich auf diese Weise viel Zeit einsparen. Ohne eine präzise Kalibrierung wird eine erste Schicht oft überextrudiert, um die Haftung des Drucks auf dem Druckbett sicherzustellen. Dies führt aber zu Qualitätseinbußen, wie in der untenstehenden Darstellung zu sehen ist.

Autocalibration
Der linke Druck ist überextrudiert. Beim rechten Druck konnte aufgrund der Druckerkalibrierung die genau richtige Extrusionsrate verwendet werden.

Zum anderen kalibriert der PRO den Abstand der beiden Extruder zueinander. Wenn die Vorzüge der Dual Extrusion genutzt werden sollen, dann ist diese Ausrichtung von höchster Bedeutung. Nur wenn der Steuerungssoftware der exakte Abstand der Extruder zueinander bekannt ist, lassen sich jeweils auch genau aufeinander ausgerichtete Strukturen drucken. Wird dieser Kalibrierschritt manuell durchgeführt, dann kostet das nicht nur viel Zeit. Die automatische Kalibrierung ermöglicht zudem eine Präzision, die der manuellen deutlich überlegen ist.

Wie funktioniert die Bettkalibrierung?

Ein Druckbett, das meist aus einer massiven Aluminiumplatte besteht, kann immer nur annäherungsweise vollkommen eben sein. Zudem verformt es sich bei Erwärmung; dies ist bei allen FFF-Druckern der Fall. Allerdings spielt die Abweichung von der ideal ebenen Fläche eine umso stärkere Rolle, je größer das Druckbett ist. Da 3D-Drucker von BigRep - wie beispielsweise der BigRep PRO - zu den größten auf dem Markt erhältlichen Maschinen zählen, ist hier also eine möglichst perfekte Kalibrierung von größter Bedeutung.

Mit Hilfe des Sensors wird ein Netz an Messpunkten über die gesamte Fläche des Druckbetts erfasst. Die relative Höhe des jeweiligen Messpunktes über einer theoretischen idealen Fläche wird automatisch in der Software hinterlegt. So wird der Drucker in die Lage versetzt, die Höhe des Druckkopfs zu jedem Zeitpunkt und an jeder Stelle des Druckbetts in entsprechender Weise anzupassen. Das Ergebnis: eine perfekte erste Schicht mit konstanter Materialdicke und idealem Haftverhalten des Materials.

Das Funktionsprinzip der Abstandsmessung hat einen direkten Einfluss auf die präzise und zuverlässige Ausführung der Kalibrierung. BigRep setzt beim PRO auf eine induktiv-mechanische Abtastung der Oberfläche. Sie ist im Vergleich zu den häufig verwendeten rein induktiven oder optischen Verfahren unabhängig von Aussehen, Material und Beschaffenheit der Oberfläche und erlaubt auch die Erfassung gedruckter Strukturen.

Ein Sensor erfasst das Druckbett und misst dabei kleinste Abweichungen von der idealen Form. Diese Messungen werden verwendet, um die Druckschichten dementsprechend anzupassen.
Ein Sensor erfasst das Druckbett und misst dabei kleinste Abweichungen von der idealen Form. Diese Messungen werden verwendet, um die Druckschichten dementsprechend anzupassen.

Wie funktioniert die Kalibrierung der Extruder?

Es gibt einige Szenarien, bei denen der Einsatz zweier Extruder nützlich - oder sogar erforderlich - ist.

  1. Beim Drucken mehrerer identischer Teile zur gleichen Zeit
    Hierbei lässt sich die Tatsache ausnutzen, dass sich beide Extruder auf einem Schlitten parallel bewegen. Dadurch lässt sich die Fertigungsdauer je Teil halbieren, die Produktivität steigt.
  2. Beim Drucken eines Bauteils mit Hilfe eines Stützmaterials
    Da hier Haupt- und Stützmaterial von unterschiedlichen Extrudern verarbeitet werden, kann man auf unterschiedliche Materialien zurückgreifen und beispielsweise ein stabiles Haupt- mit einem wasserlöslichen Stützmaterial kombinieren.
  3. Beim Drucken zweier unterschiedlicher Hauptmaterialien im selben Bauteil
    Dieses Vorgehen erlaubt es, chemisch identische Materialien mit verschiedenen Farben zu kombinieren, um optisch erwünschte Effekte zu erzielen. Alternativ können so auch die unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften von Materialien ideal zur Anwendung gebracht werden.

Im ersten Fall spielt die exakte Ausrichtung der Extruder zueinander noch eine untergeordnete Rolle, da sie lediglich die Position zweier parallel erstellter Objekte auf dem Druckbett beeinflusst. Diese werden für gewöhnlich ohnehin mit ausreichend Abstand gedruckt, und die genaue Einhaltung dieses Abstands hat keine Auswirkung auf die Druckqualität.

In den Fällen 2 und 3 sieht das anders aus. Da "im gleichen Bauteil" gedruckt wird, ist ein eventueller Versatz der von den jeweiligen Extrudern erzeugten Materialstränge sofort sichtbar und spürbar. Die Folgen bei Verwendung von Stützmaterial: mangelhafte Funktion des Supports mit den üblichen Folgen, wie z.B. unsaubere Überhänge und eingefallene horizontale Flächen. Wird mit unterschiedlichen Hauptmaterialien gearbeitet, dann kann eine fehlerhafte Extruderkalibrierung zu einer schlechteren Verbindung der Materialien führen. Zudem ergeben sich nachteilige Auswirkungen auf Optik und Maßhaltigkeit. Auch hier gilt: je größer der Druck, umso stärker fallen diese Abweichungen ins Gewicht, und umso kostspieliger ist ein möglicherweise erst spät im Druckvorgang erkannter Fehler.

Autocalibration
Ein Sensor vermisst die gedruckten Strukturen, um die Position der beiden Extruder vor dem Druck zu kalibrieren.

Auf Knopfdruck vermisst der BigRep PRO gedruckte Materialbahnen und errechnet daraus die relativen Positionen der Extruder. Auf diese Weise lassen sich Fehlerketten in der Messung weitgehend ausschließen. Der Ablauf ist dabei im Grunde recht simpel:

Durch Extrusion mit Extruder 1 und 2 werden zwei zueinander versetzte Muster erzeugt. Nun fährt der induktiv-mechanische Sensor die gedruckten Strukturen ab und ermittelt auf diese Weise deren Abstand zueinander sowohl in X- als auch in Y-Richtung. Diese Werte sind nun in der Maschinensteuerung hinterlegt und werden verwendet, um bei der Dual Extrusion ein Höchstmaß an Genauigkeit zu erreichen. Nach dem Abschluß der Kalibrierung ist der Drucker dann in der Lage, hochpräzise Bauteile zu drucken.

Kontaktieren Sie uns, wenn Sie mehr über die Autokalibrierung des BigRep PRO erfahren wollen!

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Michael Eggerdinger <a style="color: #0077b5" href="https://www.linkedin.com/in/michael-eggerdinger-a45b9814" target="_blank" rel="noopener"><i class="fab fa-linkedin"></i></a>

Michael Eggerdinger

Business Manager Materials

Michael is a toolmaker, a mechanical engineer, and a patent engineer. His years of working in manufacturing and as a project manager in various industries provide him with a profound knowledge of the main challenges in modern production processes. In 2017, he bought his first 3D printer to be used at home, and he has been hooked ever since!

3D-Druck spart Zeit und Geld in der Entwicklung bei Airbus

Airbus

Obwohl Flugzeuge eigentlich Flugmaschinen voller Technik sind, nehmen Fluggäste sie meist als enge, wenn auch einigermaßen bequeme Reiseumgebungen wahr. Die Innenraumverkleidung verbirgt die Stellteile, Kabel, und elektrischen und mechanischen Systeme in den Flugzeugwänden. Zudem schirmt sie funktionelle Komponenten von den Passagieren ab und prägt gleichzeitig das allgemeine Erscheinungsbild des Kabineninnenraums. Diese Verkleidung ist meist aus glasfaserverstärkten Verbundwerkstoffen gefertigt, weil sie sowohl leicht als auch fest und tragfähig sein muss.

Große Bauteile benötigen traditionell teure Produktionstechniken

Normalerweise muss jede Version einer Abdeckung oder Verkleidung als Formteil produziert werden. Dazu werden mit Harz getränkte Glasfasermatten auf einer Form abgelegt und dort ausgehärtet. Das ist ein langwieriger Prozess, der für große Blenden sechs bis acht Wochen beanspruchen kann. Zusätzlich fallen durch den hohen Anteil an Handarbeit erhebliche Kosten an.

Den Ingenieur*innen wurde schnell bewusst, dass der BigRep ONE in vielen anderen Bereichen der Forschung und Entwicklung genutzt werden könnte.

In der Produktentwicklung muss jede Entwurfsiteration bewertet und verbessert werden, bis die beste Lösung gefunden ist. In manchen Fällen können Entwürfe mithilfe von Software evaluiert werden. Es gibt jedoch viele Situationen, in denen ein physischer Prototyp benötigt wird, um unter anderem die Baugröße, Passform, Leistung und Ästhetik richtig bewerten zu können. Zusätzlich ist es mit einem physikalischen Objekt möglich, Aufbau- und Befestigungsprozesse zu testen.

Um einen Prototypen für Flugzeugkabinenverkleidung herzustellen, musste man früher erst eine Form mittels CNC-Bearbeitung produzieren, dann den Glasfaserwerkstoff von Hand auflegen, und danach die Oberfläche bearbeiten. Airbus hat meist die CNC-Bearbeitung extern vergeben, und musste deshalb wochenlang warten, bevor der Glasfaserprozess überhaupt anfangen konnte. Da für jede neue Iteration auch eine neue Form benötigt wird, ist dieser Prozess extrem langwierig und teuer. Oft wurden Prototypen gar nicht erst hergestellt, so dass Ingenieur*innen keine Gelegenheit hatten, Entwürfe zu verbessern, bevor das Endprodukt produziert wurde.

Airbus 3D Printing Airplane Cabin Panels

3D-Druck spart Zeit und Geld in der Entwicklungsphase

Hoch funktionelle Teile wie Flugzeugtüren benötigen eine technisch ausgefeilte Verkleidung, die technische Leistung mit ästhetischer Erscheinung kombinieren. Die Scharniere brauchen z.B. Abdeckungen, die zum Design der Kabine passen, aber gleichzeitig spezielle Leistungs- und Sicherheitsmaßstäbe erfüllen. Da die traditionelle Glasfaserkonstruktion für Flugzeugkabinen langsam und teuer ist, kann der Hersteller die Entwürfe nur bedingt iterieren und verbessern.

Airbus hat meist die CNC-Bearbeitung extern vergeben, und musste deshalb wochenlang warten, bevor der Glasfaserprozess überhaupt anfangen konnte.

Airbus hat dieses Problem gelöst, und zwar mit einem BigRep ONE 3D-Drucker, den das Unternehmen eigentlich für die Hubschrauberentwicklung gekauft hatte. Den Ingenieur*innen wurde schnell bewusst, dass der BigRep ONE in vielen anderen Bereichen der Forschung und Entwicklung genutzt werden könnte. Sie fingen an, Prototypen von Komponenten für Flugzeuginnenräume zu drucken. Die Ingenieur*innen bei Airbus hatten zwar schon Erfahrung mit der additiven Fertigung auf kleinformatigen Druckern, waren jedoch beeindruckt von den vielen Vorteilen des großen BigRep ONE: mit einem Bauraum von einem Kubikmeter war es ihnen nun möglich, Prototypen von Verkleidungen, Auskleidungen und Abdeckungen in voller Größe zu drucken.

Airbus

Wie profitiert Airbus vom großformatigen 3D-Druck mit BigRep?

Mit dem BigRep ONE können die Ingenieur*innen bei Airbus wiederholt Teile 3D-drucken, bewerten und umkonstruieren bis der Entwurf finalisiert ist. Zusätzlich fallen dank des firmeneigenen BigRep 3D-Druckers die langen Vorlaufzeiten und die zusätzliche Logistik für das Outsourcen der Formherstellung weg. Die Verwendung von 3D-gedruckten Teilen in Originalgröße für die Entwurfsiterationszyklen vereinfacht den Prozess erheblich und spart zudem Zeit und Geld.

Für den 3D-Druck der Prototypen von großen Teilen, die akkurat genug sind, um in Flugzeuginnenräume eingebaut zu werden, wählten die Ingenieur*innen bei Airbus das Filament Ultrafuse PRO1 von BASF. PRO1 ist gut zu drucken und ergibt eine schöne Oberflächengüte ohne Verzug. Die Ingenieur*innen bei Airbus stellten fest, dass die Präzision der 3D-gedruckten Prototypen für die definierten Toleranzen ausreichten – vor allem bei großen Teilen – und dass sie deswegen zuverlässig Entwürfe kreieren und testen konnten, die dem fertigen Produkt sehr nahe kamen.

Schon jetzt druckt Airbus ständig Prototypen mit dem BigRep ONE. Nun hat das Unternehmen vor, den Drucker auch in anderen Bereichen zu verwenden. Da es sich gezeigt hat, dass 3D-gedruckte Lösungen viel Geld sparen können, haben die Ingenieur*innen bei Airbus angefangen, kleinformatige 3D-Drucker für einige Tätigkeiten in der Werkzeugrüstung zu verwenden. In Zukunft werden sie den 1-Kubikmeter Bauraum ihres BigRep 3D-Druckers zu nutzen, um großformatige Werkzeugausstattung zu drucken. Hier erfahren Sie mehr über unseren BigRep ONE.

IN DEUTSCHLAND ENTWICKELT – ZUVERLÄSSIGKEIT ZUM ATTRAKTIVEN PREIS

Der BigRep ONE ist ein in Deutschland entwickelter Großformat-3D-Drucker für den Einsatz rund um die Uhr. Bisher wurden über 500 dieser kostengünstigen Systeme installiert, die sich bei Fertigungsunternehmen weltweit als zuverlässig erwiesen haben. Der ONE zeichnet sich durch ein großes Bauvolumen von 1 m³ und eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit aus, sodass Sie Ihre Entwürfe zuverlässig in Originalgröße herstellen können.

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IN DEUTSCHLAND ENTWICKELT – ZUVERLÄSSIGKEIT ZUM ATTRAKTIVEN PREIS

Der BigRep ONE ist ein in Deutschland entwickelter Großformat-3D-Drucker für den Einsatz rund um die Uhr. Bisher wurden über 500 dieser kostengünstigen Systeme installiert, die sich bei Fertigungsunternehmen weltweit als zuverlässig erwiesen haben. Der ONE zeichnet sich durch ein großes Bauvolumen von 1 m³ und eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit aus, sodass Sie Ihre Entwürfe zuverlässig in Originalgröße herstellen können.

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About the author:

Michael Eggerdinger <a style="color: #0077b5" href="https://www.linkedin.com/in/michael-eggerdinger-a45b9814" target="_blank" rel="noopener"><i class="fab fa-linkedin"></i></a>

Michael Eggerdinger

Business Manager Materials

Michael is a toolmaker, a mechanical engineer, and a patent engineer. His years of working in manufacturing and as a project manager in various industries provide him with a profound knowledge of the main challenges in modern production processes. In 2017, he bought his first 3D printer to be used at home, and he has been hooked ever since!

Koehler‐Gruppe fördert Innovationen und stellt MakerSpace großformatigen 3D‐ Drucker von BigRep zur Verfügung

Makerspace BigRep

Die Koehler‐Gruppe fördert bereits seit einigen Jahren Start‐Ups. Erst kürzlich wurde eine strategische Zusammenarbeit mit UnternehmerTUM bekanntgegeben, dem 2002 von Susanne Klatten gegründeten führenden Zentrum für Gründung und Innovation in Europa. Im Rahmen der Start‐ Up Kollaboration überlässt Koehler Invest jetzt dem MakerSpace von UnternehmerTUM der für ein Jahr einen BigRep PRO 3D‐Drucker. BigRep ist eines der weltweit führenden Unternehmen im großformatigen 3D‐Druck zur Beschleunigung von Innovationsprozessen und zur Flexibilisierung und Digitalisierung von Fertigungsprozessen.

Inspiration für die nächste Generation von Erfindern und Start‐Ups

Der MakerSpace von UnternehmerTUM ist eine Hightech‐Werkstatt mit Standorten in Garching und München und fördert Studenten und Profis, Start‐Ups und auch Selbständige durch innovative Fertigungstechnologien. Der BigRep PRO 3D‐Drucker wird im Münchner Urban Colab stehen und folgt damit auf den BigRep ONE, der sich auf dem Campus von UnternehmerTUM in Garching befindet.

Kai Furler, Vorstandsvorsitzender der Koehler‐Gruppe, betont:

„Mit der neuen strategischen Partnerschaft mit Unternehmer‐TUM wollen wir zukunftsweisende Innovationen unterstützen und fördern, insbesondere für unsere Kerngeschäftsfelder Papier und Erneuerbare Energie. Der 3D‐Drucker im Großformat von BigRep wird Start‐ Ups sinnvoll bei neuen Produktinnovationen unterstützen.“

Produktion von Prototypen und Kleinserien ermöglicht

Die Koehler‐Gruppe hat den BigRep PRO erworben und stellt ihn dem Makerspace für den Zeitraum von einem Jahr kostenfrei zur Verfügung. Das für industrielle Anwendungen entwickelte System ermöglicht die Herstellung von Prototypen ebenso wie die Fertigung von größeren Losen von Bauteilen und gibt Erfindern und Entwicklern damit die Möglichkeit, Technologien schneller zu entwickeln und in den Markt zu bringen. Zu den bisherigen Ausgründungen des MakerSpace zählen beispielsweise Curfboard mit ihren Surf‐Skateboards, Vertical Farming von Agrilution und unbemannte Luftfahrzeuge von HORYZN. Mit dem BigRep PRO haben Start‐Ups die Möglichkeit, neue Wege zu beschreiten und Antworten auf die dringlichsten Fragen der Gegenwart zu finden.

Dr. Sven Thate, Geschäftsführer von BigRep dazu:

„Produkt‐ und Entwicklungszyklen werden immer kürzer. Gleichzeitig werden Produkte zunehmend agil durch schnelle Iterationen kontinuierlich verbessert und zur Marktreife gebracht. Unsere großformatigen Lösungen für die additive Fertigung bieten die Flexibilität sowohl Prototypen, Formen z. B. für die Fertigung von kohlefaserverstärkten Bauteilen, aber auch Fertigungshilfsmittel und Kleinserien für die Markteinführung zu drucken.“

Makerspace

Der BigRep PRO bietet eine Vielzahl von automatisierten Funktionen zur einfachen, schnellen und qualitativ hochwertigen Herstellung von großen Kunststoffbauteilen, sowohl mit biobasierten‐ als auch faserverstärkten Werkstoffen. Start‐Ups sowie Erfinderinnen und Erfinder erhalten im MakerSpace eine professionelle Infrastruktur, um in kürzester Zeit eigene Ideen in Prototypen umzusetzen.

Florian Küster, Geschäftsführer der MakerSpace GmbH von UnternehmerTUM sagt:

„Die Ausstattung spart den Teams Zeit und Kosten in der Entwicklung, was das Risiko bei jungen Gründungen verringert. Koehler unterstützt unser Innovations‐Ökosystem erfolgreich und mit dem BigRep PRO freuen wir uns besonders über die neueste Ergänzung für großformatigen 3D Druck in unserem Maschinenpark.“

Am 16. Dezember wurde der 3D‐Drucker in Anwesenheit von Vertretern aller Beteiligten offiziell für ein Jahr an den MakerSpace übergeben. Erfahren Sie hier mehr über den BigRep PRO.

Mehr zur Koehler-Gruppe

Die Koehler‐Gruppe wurde 1807 gegründet und ist von Beginn an bis heute familiengeführt. Das Kerngeschäft der Gruppe liegt in der Entwicklung und Produktion von hochwertigen Spezialpapieren. Dazu zählen unter anderem Thermopapiere, Spielkartenkarton, Getränkeuntersetzer, Feinpapiere, Selbstdurchschreibepapiere, Recyclingpapiere, Dekorpapiere, Holzschliffpappe, Sublimationspapiere und seit 2019 auch innovative Spezialpapiere für die Verpackungsindustrie. In Deutschland verfügt die Koehler‐Gruppe mit ihren rund 2.500 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern über fünf Produktionsstandorte, drei weitere befinden sich in den USA. Die Gruppe ist international tätig, der Exportanteil lag 2021 bei 70 %, bei einem Jahresumsatz von rund 1 Milliarde Euro.

Als energieintensives Unternehmen investiert Koehler mit seinem Geschäftsbereich Koehler Renewable Energy in erneuerbare Energieprojekte wie Windenergie, Wasserkraft, Photovoltaik und Biomasse. Die Koehler‐Gruppe hat sich zum Ziel gesetzt, bis zum Jahr 2030 mehr Energie aus erneuerbaren Quellen zu produzieren, als für die Papierproduktion benötigt wird.

Mit dem Geschäftsbereich Koehler Innovative Solutions widmet sich Koehler darüber hinaus der Entwicklung von neuen Geschäftsfeldern, die außerhalb der Spezialpapierproduktion und Energieerzeugung liegen.

Mehr Informationen unter: https://www.koehler.com

Über BigRep

Als eines der weltweit führenden Unternehmen für großformatige FFF‐3D‐Drucker arbeitet BigRep für seine Kunden an Lösungen, um sowohl die Produktivität zu steigern als auch Innovationen zu beschleunigen. BigReps 3D‐Drucker „Made in Germany“ ermöglichen es Ingenieuren, Entwicklern und Fertigungsplanern, in Start‐Ups bis hin zu Großunternehmen, die Geschwindigkeit der Innovationskette vom Prototypenbau bis hin zur Produktionsübertragung zu erhöhen und so neue Produkte schneller auf den Markt zu bringen. Durch Kooperationen mit Partnern wie BASF und Bosch Rexroth entwickelt BigRep Systemlösungen, die industrielle 3D‐Drucker, intelligente Software, qualifizierte Materialien und Services und Trainings umfassen. BigRep wurde 2014 gegründet und unterhält neben dem Hauptsitz in Berlin Standorte in Boston und Singapur.

Über MakerSpace

MakerSpace ist eine öffentlich zugängliche Hightech‐Werkstatt, die ambitionierten Start‐ups, Do‐It‐Yourself Aktiven und kreativen Menschen Zugang zu Maschinen, Werkzeugen und Software sowie einer kreativen Community ermöglicht. Die Werkstatt wurde 2015 als Tochtergesellschaft von UnternehmerTUM, Europas größtem Zentrum für Innovation und Gründung, eröffnet und bietet einen Ort, an dem Ideen und Innovationen in Form von Prototypen und Kleinserien realisiert werden können. Zur Verfügung stehen unterschiedliche Werkbereiche wie Maschinen‐, Metall‐ und Holzwerkstatt sowie Textil‐ und Elektroverarbeitung. Mit 3D‐Druckern, Laserschneidern und Wasserstrahlschneidemaschinen können neue Formen hergestellt und sämtliche Materialien bearbeitet werden. Zur Unterstützung und Vernetzung bietet MakerSpace Trainings‐ und Beratungsdienstleistungen sowie Veranstaltungen für Mitglieder an.

MakerSpace befindet sich an zwei Standorten: mit 1.500 m² am Forschungscampus Garching und seit 2021 mit 1.200 m² im Gründungszentrum Munich Urban Colab, zentral im Kreativquartier in München.

https://maker‐space.de/presse/

3D-Druckgeschwindigkeiten: Was Sie wissen müssen

3D Print Speed

In der additiven Fertigung sind hohe Geschwindigkeiten ein wichtiger Erfolgsfaktor. Die entscheidende Frage ist: wie komme ich ohne Qualitätsverlust zu deutlich schnelleren Produktionsgeschwindigkeiten? Hier hilft es, zu wissen, wie 3D-Druckgeschwindigkeiten definiert sind, was sie für Ihre gedruckten Bauteile bedeuten, und welche Methoden die Produktion beschleunigen. Mehr dazu finden Sie in unserer ausführlichen Orientierungshilfe.

Wie wird 3D-Druckergeschwindigkeit definiert?

Die Geschwindigkeit eines 3D-Druckers wird oft mit der Geschwindigkeit des Druckkopfs gleichgesetzt: je schneller der Druckkopf sich bewegt und das Filament ablegt, desto schneller ist ein Teil gedruckt. Doch ganz so einfach ist es nicht.

Obwohl die Geschwindigkeit des Druckkopfs das Tempo beeinflusst, in dem das Filament auf dem Druckbett abgelegt wird, ist sie nur einer von mehreren Faktoren, die die Gesamtdruckzeit bestimmen. Es lohnt sich, die 3D-Druckgeschwindigkeiten für den FFF-Prozess etwas weiter zu fassen, und den 3D-Druckprozess von Anfang (Vorbearbeitung) bis Ende (Nachbearbeitung) zu betrachten.

Jeder Schritt im FFF-3D-Druckprozess verlängert die Zeit von 3D-Modell zu fertigem Produkt. Das bedeutet glücklicherweise, dass man durch Optimierung bestimmter Einstellungen und Elemente im Druckprozess die 3D-Druckgeschwindigkeit insgesamt erhöhen kann. Wir betrachten die Geschwindigkeit etwas umfassender, und berücksichtigen neben der eigentlichen Druckzeit auch den Aufwand vor und nach dem Drucken.

Welche Faktoren beeinflussen die 3D-Druckgeschwindigkeit?

Wenn man die Geschwindigkeit des 3D-Druckprozesses erhöhen und optimieren will, muss man wissen, welche Faktoren während der Vorbehandlung, Erstellung und Nachbereitung eine Rolle spielen.

3D Printing Speed
Eine Seriedruck von 3D-Drucken wird mit BigRep BLADE gesliced.

Pre-Processing

In der Vorbehandlung werden 3D-Modell und 3D-Drucker auf den Druckprozess vorbereitet. Hier bestimmen drei Stufen, wie lange ein 3D-Druck dauert.

Vorbereitung des 3D-Modells

Die Vorbereitung des 3D-Modells beinhaltet auch die Auswahl der Parameter und bevorzugten Druckeinstellungen. Entscheidungen, die während der Vorbereitung des 3D-Modells fallen, beeinflussen die Druckdauer stark. Je nachdem, wie das 3D-gedruckte Teil auf dem Druckbett orientiert wird, braucht man weniger oder sogar keine Stützen, was die Druckdauer verringert. Slicer-Programme wie BigRep BLADE bieten oft automatische Einstellungen – z.B. die automatische Ausrichtung des Modells – zur Optimierung dieser Features; sie müssen also nicht erst lange nach den richtigen Parametern forschen.

Slicen

Slicer-Software übersetzt 3D-Modelle in eine Sprache, die für 3D-Drucker verständlich ist. Dieser Prozess braucht Zeit, insbesondere bei hochkomplexen 3D-Modellen und zu großen STL-Dateien. Sie können die Auflösung Ihres 3D-Modells, die Schichthöhen und Fülldichten anpassen, um die Slice-Dauer zu beeinflussen.

Regelmäßige Updates für Ihre Slicer-Software können Fehler beseitigen, die die Verarbeitung verlangsamen.

Kalibrierung des 3D-Druckers

Die Kalibrierung stellt sicher, dass Ihr 3D-Drucker korrekt positioniert ist, und dass alle Komponenten, z.B. Extruder, Motoren und Achsen ausgerichtet sind. Während eine manuelle Kalibrierung mehrere Stunden dauern kann, bieten viele FFF 3D-Drucker eine automatische Kalibrierung, die in nur wenigen Minuten abgeschlossen ist.

3D Print Speed
Ein Sensor misst die gedruckten Strukturen, um vor dem Druck die Extruder für duale Extrusion zu kalibrieren.

3D Druckzeit

Die Druckzeit beschreibt, wie lange ein 3D-Drucker braucht, um ein Objekt zu drucken. Sie macht den zeitaufwändigsten Teil im 3D-Druckprozess aus. Verschiedene Druckereinstellungen und Hardwarefeatures können die Druckzeiten erhöhen oder verringern.

3D-Druckgeschwindigkeit

Die Druckgeschwindigkeit beschreibt das Tempo, in dem sich das Extrudersystem des 3D-Druckers bewegt, wenn es Filament extrudiert. Die Druckgeschwindigkeit wird in Millimetern pro Sekunde gemessen (mm/s), und die meisten FFF 3D-Drucker sind in der Lage, Druckgeschwindigkeiten zwischen 40 mm/s und 150 mm/s zu erreichen. Diese Einstellung kann zusätzlich die Druckqualität beeinflussen: je schneller der Extruder, desto weniger präzise der Druck.

Bewegungsgeschwindigkeit

Die Bewegungsgeschwindigkeit gibt an, wie schnell sich der Druckkopf bewegt, wenn er kein Filament extrudiert. Oft kann die Bewegungsgeschwindigkeit höher sein als die Druckgeschwindigkeit, ohne die Qualität zu beinträchtigen. Ist sie jedoch zu hoch, kann das zu Mängeln im 3D-Druck führen, wie z.B. zu geometrischen Ungenauigkeiten oder im schlimmsten Fall zu einem Versatz einzelner Schichten.

Welche Bewegungsgeschwindigkeit akzeptabel ist, hängt stark von der mechanischen Struktur Ihres 3D-Druckers ab. Mit robusterem Gestell und Portal hinterlassen auch höhere Bewegungsgeschwindigkeiten keine Vibrationsspuren auf dem Bauteil.

3D Print Speed
Zwei 3D-Drucke mit unterschiedlichen Schichthöhen: 0,2mm und 0,6mm.

Schichthöhe

Dieser Wert bestimmt, wie dick jede gedruckte Schicht wird, und hat einen direkten Einfluss auf die Druckgeschwindigkeit. Je größer die Schichthöhe, desto weniger Schichten benötigt der Druck, und desto schneller die Produktion Ihres Bauteils. Mit zunehmender Schichtdicke reduziert sich jedoch die Druckauflösung.

Düsendurchmesser

Ein korrekt gewählter Düsendurchmesser ermöglicht ein schnelleres Drucktempo. Je größer der Düsendurchmesser, desto breiter ist jede gedruckte Linie. Damit ist es unter Umständen nicht notwendig, mehrere Umrissschichten zu drucken, um eine bestimmte Wandstärke zu erreichen. Ein breiterer Düsendurchmesser ermöglicht auch größere Schichthöhen.

3D Print Speed
Zwei 3D-Drucke werden mit unterschiedlichen Fülldichten und Wandstärken gesliced.

Fülldichte

Der Fülldichteanteil – die interne Struktur, die die Außenhaut eines 3D-gedruckten Teils stützt – kann die Druckgeschwindigkeit stark beeinflussen. Je niedriger die Fülldichte, desto weniger Material wird benötigt, was wiederum die Druckzeit verringern kann.

Allerdings bedeuten niedrige Fülldichten auch weniger Festigkeit, man muss also die richtige Mischung aus Geschwindigkeit und Qualität finden.

Stützstrukturen

Stützstrukturen sind notwendig, um Überhänge und Brücken zu stützen, aber sie führen auch zu längeren Druckzeiten für 3D-Modelle. Die Muster, Dichten und andere Einstellungen der Stützstrukturen beeinflussen deren Druckzeit. Sie können die Druckzeit verringern, indem sie Ihr Modell auf dem Druckbett so orientieren, dass möglichst wenige Stützstrukturen nötig sind.

Das weiße Material ist das BVOH-Filament von BigRep, ein wasserlösliches Stützmaterial, das leicht zu entfernen ist.
Das weiße Material ist das BVOH-Filament von BigRep, ein wasserlösliches Stützmaterial, das leicht zu entfernen ist.

Nachbearbeitung

Wenn ein 3D-gedrucktes Teil vom Druckbett genommen wird, benötigt es eine gewisse Nachbearbeitung. Bei Prototypen und Komponenten in Bastlerqualität sind die Nachbearbeitungszeiten oft minimal. Fertigteile und visuelle Prototypen benötigen dagegen oft aufwändige Nachbearbeitung.

Entfernen der Stützstrukturen

Wenn Ihr 3D-Modell mit Stützstrukturen gedruckt wurde, müssen diese entfernt werden. Wie leicht sie zu entfernen sind, hängt von deren Typ und Anzahl ab.

Manche Stützen können in wenigen Sekunden von Hand entfernt werden, während man bei anderen spezielles Schneidewerkzeug benötigt, um eine Beschädigung des 3D-gedruckten Teils zu verhindern. Wird ein 3D-Drucker mit dualen Extrudern und einem löslichen Material verwendet, können diese Stützen einfach und schnell entfernt werden.

3D Print Speed
Stützstrukturen sind so konzipiert, dass sie sich nach dem 3D-Druck leicht lösen lassen.

Schleifen und Polieren

3D-gedruckte Bauteile, die eine hohe Oberflächengüte benötigen, müssen geschliffen und poliert werden. Da beide Schritte von Hand ausgeführt werden müssen – mit Schleifpapier, Polierpaste oder Poliertuch – kann das sehr zeitaufwändig sein, vor allem bei größeren Drucken.

Mechanische Methoden wie Trommellackierung und Sandstrahlen sind zwar komplexer, doch sie stellen bei großen Chargen die schnellere Option dar.

Grundieren und Beschichten

Grundieren, Anstreichen und Beschichten sind optionale Nachbearbeitungsprozesse. Die dafür benötigte Zeit ist abhängig von der verwendeten Technik (z.B. Sprühbeschichtung, Tauchbeschichtung oder Bemalung von Hand), der Größe des gedruckten Teils, und der Größe der Charge.

Tauchbeschichtung kann z.B. die Nachbearbeitung für in Chargen produzierte Teile beschleunigen, während eine Sprühbeschichtung bei großen Drucken die effizientere Wahl sein kann.

3D Print Speed
Ein 3D-Druck wird mit einer Beschichtung nachbearbeitet, um die Oberfläche zu glätten und zu schützen.

Fazit

Die 3D-Druckgeschwindigkeit beruht nicht nur auf dem Tempo des Druckkopfs in mm/s: viele andere Faktoren haben einen Einfluss darauf, wie lange es dauert, einen 3D-Druck fertigzustellen. In der Vorbehandlungsphase können die Modellvorbereitung, das Slicing und die Parameterauswahl optimiert werden, um die Verarbeitung zu beschleunigen.

In der Druckphase haben verschiedene Einstellungen und Hardwareentscheidungen einen direkten Einfluss auf die Geschwindigkeit und Qualität eines 3D-Drucks. Und nicht zuletzt wird die Gesamtdruckzeit auch davon bestimmt, wie viel Nachbearbeitung ein durch FFF-3D-Druck produziertes Teil benötigt.

Mit dem Wissen, wie Druckgeschwindigkeit und Bauteilqualität zusammenhängen, können Sie durch das Optimieren dieser Schritte die Druckgeschwindigkeit erhöhen und den Druckprozess insgesamt effizienter machen.

Möchten Sie mehr Lernen: 6 Wege wie Sie mit dem BigRep PRO schneller produzieren!

Dominik Stürzer <a style="color: #0077b5" href="https://www.linkedin.com/in/dominik-stuerzer/" target="_blank" rel="noopener"><i class="fab fa-linkedin"></i></a>

Dominik Stürzer

SEO Manager 

Dominik is a mechanical engineer whose passion to share knowledge turned him to content creation. His first 3D prints started in university. Back then the 3D printers were big on the outside and small on the inside. With BigRep the machines are finally big in their possibilities.

6 Wege wie Sie mit dem BigRep PRO schneller produzieren

Der BigRep PRO ist ein industrieller, großformatiger 3D-Drucker, der Ihr Unternehmen in der Entwicklung und Produktion unterstützt. Seit der Einführung des PRO im Jahr 2018 hat sich das Entwicklungsteam bei BigRep hauptsächlich darauf konzentriert, die Maschine auf der Basis von Kundenwünschen zu optimieren.

Mit einem Druckvolumen von fast einem Kubikmeter ist der BigRep PRO ein industrieller 3D-Drucker mit vollständig geschlossenem Bauraum für die Herstellung großer Bauteile in Originalgröße, wie z.B. funktionaler Prototypen, Werkzeuge, Modelle und Formen sowie Endanwendungsteilen. Der PRO ist auf Produktivität in allen Fertigungsstufen ausgelegt und bietet Konstrukteuren, Ingenieurinnen und Herstellern eine agile Lösung, um schneller und kostengünstiger zu produzieren.

Im November 2021 haben wir einen neuen, noch leistungsfähigeren BigRep PRO auf den Markt gebracht: den PRO.2.

Unser Fokus? BENUTZERFREUNDLICHKEIT. Wir haben einen großformatigen 3D-Drucker gebaut, den jeder bedienen kann.

In diesem Blog-Post finden Sie sechs Zeitangaben zum BigRep PRO, die das Potenzial dieses 3D-Druckers verdeutlichen.

Durch Biegen der SWITCHPLATE® lassen sich die unten dargestellten Teile in nur 12 Sekunden vom Druckbett lösen.

Hatten Sie auch schon Probleme, große 3D-gedruckte Teile aus Ihrem Drucker zu entnehmen? Dann sind Sie in guter Gesellschaft!

Kerry Stevenson, einer der Gründer der Firma Fabaloo kennt das ebenfalls:

„Ich kann persönlich bezeugen, dass ich mich schon öfter und mehrfach geschnitten habe bei dem Versuch, einen Druck mit einem scharfen Meißel von einer Glasplatte zu lösen. Gar nicht spaßig.“

Die SWITCHPLATE® ist magnetisch und leicht einzusetzen. Bei Erwärmung erhöht sich die Haftfähigkeit der SWITCHPLATE, so dass Ihr Druck während des Druckvorgangs stets fixiert bleibt, nach dem Abkühlen jedoch leicht zu entfernen ist. Zur zeitsparenden Produktion kann die SWITCHPLATE® vor dem Abkühlen getauscht werden, so dass der Drucker mit dem nächsten Druck beginnen kann.

Dank dieses Features ist es viel einfacher, große Teile vom Druckbett zu lösen. Spachtel, Brims und zerschnittene Finger gehören der Vergangenheit an!

SWITCHPLATE-3D-Printing
SWITCHPLATE-3D-Printing-2

Ihr BigRep PRO ist in nur 8 Minuten automatisch kalibriert.

Wir hatten ein konkretes Ziel: die erste Schicht muss IMMER korrekt sein.

Warum ist die erste Schicht so wichtig?
Tatsächlich ist eine mangelhaft kalibrierte erste Schicht die Hauptursache für FFF-Fehldrucke von klein- und großformatigen 3D-Druckern, ob bei einem oder zwei Extrudern.

Mit dem verbesserten MXT®-Steuerungssystem, dem Gehirn des BigRep PRO, kommt die Kalibrierung ohne manuelle Schritte aus und scheitert nie. Durch eigene Algorithmen und eine Oberflächenerfassung macht das MXT®-Steuerungssystem die manuelle Kalibrierung von Druckbett und Extruder überflüssig, so dass die entscheidenden ersten Druckschichten jedes Mal optimal gelingen.

Bevor der Druck eines neuen G-Codes beginnt, führt die Maschine einen automatischen Kalibrierprozess durch, der ungefähr 8 Minuten dauert. Im ersten Schritt erfasst der Extruder das Druckbett und baut daraus ein digitales Gitter. Im zweiten Schritt druckt der PRO einige Linien auf das Druckbett; diese Linien werden von Sensoren erfasst, um die notwendigen Informationen zu erhalten. Durch die Z-Kalibrierung entsteht eine perfekte erste Schicht, und die präzise XY-Kalibrierung perfektioniert den Einsatz von zwei Extrudern.

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Nach nur 2 Stunden sind Sie in der Lage, unsere BigRep BLADE Slicer-Software zu bedienen.

BigRep BLADE ist eine kostenlose und benutzerfreundliche Slicer-Software, die Ihnen mehr Kontrolle über die Druckparameter aller großformatigen 3D-Drucker von BigRep verschafft. Mit den BLADE-Voreinstellungen können Sie Ihre 3D-Druck-Dateien mit nur wenigen Klicks vorbereiten. Und Funktionen wie die automatische Ausrichtung und Positionierung machen BLADE leicht zu bedienen.

Großformatiger 3D-Druck bedeutet nicht nur große Druckteile. Mit dem BigRep PRO kann man mithilfe der BLADE Funktion „Batch Printing“ auch mehrere kleinere Teile gleichzeitig produzieren.
Mit dieser Funktion werden die Teile nacheinander gedruckt, d.h. eine STL-Datei nach der anderen, statt alle gleichzeitig. Dieser Prozess funktioniert nur in großformatigen 3D-Druckern mit in X-, Y- und Z-Richtung beweglichem Portal wie z.B. dem BigRep PRO, und kann die Druckzeit mit nur einem Klick um bis zu 10% reduzieren. So eine Softwareoptimierung ist schon was Tolles!

Wollen Sie mehr über die BLADE-Software von BigRep und ihre Optimierung für den großformatigen 3D-Druck wissen? Dann laden Sie BLADE einfach kostenlos herunter und sehen Sie sich unser Basistraining und den Aufbaukurs an.

Wenn Sie schon mit Cura vertraut sind, wird Ihnen BLADE noch bekannter vorkommen!

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Sequentielles statt gleichzeitigem Slicen der vier Krümmer verkürzt die Druckzeit um 5%.

13 Tage! Der längste Druck, den wir bis jetzt auf dem BigRep PRO durchgeführt haben.

Dank seines Designs kann der BigRep PRO so lange wie nötig drucken. Sein speziell angefertigtes, langlebiges Portal ist für hohe Geschwindigkeiten, schnelle Beschleunigung und Präzision ausgelegt. Der stabile, geschweißte Rahmen eliminiert druckbedingte Vibrationen und gewährleistet eine schnelle, präzise Bewegung der Extruder, die auf einem verstärkten Doppelschienensystem gleiten. Robuste Servomotoren von Bosch sorgen für eine präzise Bewegung mittels interner Encoder, die die Druckkopf-Position in Echtzeit berechnen und die Positionsgenauigkeit überwachen. Unser Name dafür: das 2nd Generation Motion Portal.

Zusätzlich koordiniert das oben genannte MXT®-Steuerungssystem alle Bauteile und Prozessoren, um einen schnellen Druck sowie eine hohe Präzision und Wiederholgenauigkeit zu erreichen. Das System verwendet proprietäre Algorithmen, um Ihre G-Code Druckdatei zu verbessern. Die erzielten Verbesserungen sind unter anderem: glattere Oberflächen durch Spline-Interpolation, höhere Präzision durch Spielausgleich und Vibrationsfilterung, und insgesamt einheitliche Ergebnisse.

Dadurch können unsere Kunden ihre 3D-Drucke zuverlässig und unterbrechungsfrei produzieren – 24 Stunden am Tag, 7 Tage die Woche.

Leider können wir das innerhalb von 13 Tagen gedruckte Teil wegen eines NDAs hier nicht abbilden. Was wir Ihnen aber zeigen können: ein in sechseinhalb Tagen gedruckter Prototyp einer Autostoßstange, frisch aus dem BigRep PRO!

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2 Wochen: So lange bleiben Werkstoffe in der Filamentkammer trocken.

Die abgedichtete Filamentkammer des PRO bietet Platz für zwei Spulen und sorgt dafür, dass alle Filamente, einschließlich technischer und wasserlöslicher Materialien, in einer konstant temperatur- und feuchtigkeitskontrollierten Umgebung gelagert werden. Selbst im ausgeschalteten Zustand sichert das luftdichte Materiallager im PRO optimale Qualität und Zuverlässigkeit.

Noch dazu haben Sie eine große Auswahl an Filamenten. Der BigRep PRO ist ein offenes System, d.h. Sie können auch Filamente von anderen Herstellern verwenden.

BigRep bietet Originalfilamente mit qualifizierten BLADE-Profilen, darunter Bio-Polymere, faserverstärkte und industrietaugliche Werkstoffe, sowie wasserlösliche Stützmaterialien. Sie können also gleich loslegen und fast alles drucken, was Ihnen in den Sinn kommt. Wir wissen aber auch, dass manche Kunden lieber Filamente von anderen Herstellern bestellen, oder sogar ihre eigenen produzieren!

Unser Kunde METSO Outotec nutzt z.B. in Brasilien einen BigRep PRO um großformatige Sandgussformen zu produzieren. In Standortnähe gibt es einen Filamentlieferanten, der die benötigten Materialien liefern kann. METSO Outotec zieht es vor, vor Ort produzierte Werkstoffe zu verwenden.

Warum sollten wir Sie auch in ein geschlossenes System sperren?

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Lieferzeit 1 Monat kürzer als bei ausgelagerter CNC-Bearbeitung

Wie haben ein großformatiges handgeführtes Werkzeug gedruckt (siehe Abbildung unten) und die Durchlaufzeit mit der einiger CNC-Bearbeitungsfirmen hier in Deutschland verglichen.

Die Ergebnisse waren ziemlich interessant.

3d-druck-vs-cnc
BigRep-PRO-jig
BigRep-PRO-fixture

Möchten Sie wissen, wie sich 3D-Druck und CNC-Bearbeitung ergänzen können? Dann laden Sie sich dieses kostenlose ebook herunter!

EXTRA: Der unten abgebildete 3D-Druck dauerte nur 3 STUNDEN!

Qualitätskompromisse sind mit unseren großformatigen 3D-Druckern keine Option. Mit einem Bauraum von fast einem Kubikmeter produziert unser BigRep PRO Teile in verblüffender Qualität.

Spezifikationen Mini-Turbine

Größe: 145x145x120mm
Material: HI-TEMP CF
Druckzeit: 2 Stunden und 46 Minuten
Schichthöhe: 0,3 mm
Düsendurchmesser: 0,6 mm
Gewicht: 105 g

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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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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3D-gedruckte Triebwerksabdeckungen unterstützen die Wartung von Flugzeugen

3D Printed Molds for Jet Engine Covers

Wie ein spezialisiertes lokales Ingenieurbüro eine große Fluggesellschaft während der Pandemie mit 3D-gedruckten Gussformen zur Herstellung von Triebwerksabdeckungen unterstützten konnte.

Kein Flugverkehr durch COVID-19

Im März 2020 kam die Welt plötzlich zum Stillstand. Die COVID-19-Pandemie brachte den Großteil aller Reisetätigkeiten zum Erliegen, wodurch 62% aller Passagierflugzeuge dazu gezwungen waren, auf dem Boden zu bleiben.  [1] Daraus ergab sich eine Vielzahl von Herausforderungen, wie beispielsweise ein Mangel an Abstellflächen und steigende Wartungskosten für Flugzeuge, die nicht für derart lange Stillstandszeiten ausgelegt sind. Scandinavian Airlines (SAS) sahen sich insbesondere vor das Problem gestellt, dass ihre Flugzeuge dem üblicherweise sehr strengen norwegischen Winter ausgesetzt waren.

Eine ganze Flugzeugflotte am Boden zu betreuen ist keine einfache Aufgabe. Wenn sie über einen längeren Zeitraum abgestellt werden, dann müssen Flugzeugtriebwerke sowohl vor der Witterung als auch vor anderen schädlichen Einflüssen wie Fremdkörpern und Tieren geschützt werden. Fluglinien haben hier nur eine beschränkte Auswahl an Möglichkeiten, wie beispielsweise eine längerfristige Lagerung in einem warmen, trockenen Klima, oder ein Ansatz, der die Flugzeuge in einem flugbereiten Zustand hält. [2] Dieser beinhaltet das Abdecken der Triebwerke, während das Flugzeuge geparkt ist, sowie wöchentliche Überprüfungen der Betriebsfähigkeit.

Das Standardverfahren erfordert verschiedene Abdeckungen um zu verhindern, dass die Triebwerke durch Feuchtigkeit oder Gegenstände beschädigt werden, während die Luftfeuchtigkeit mit Hilfe von Trocknungsmitteln stabil gehalten wird. Leider waren bei SAS die erforderlichen Triebwerksabdeckungen, Auslassverschlüsse und andere Hilfsmittel für die zusätzlich eingelagerten Flugzeuge nicht in ausreichender Menge vorhanden. Ohne geeignete Ausrüstung war das Parken der Flugzeuge also keine Option.

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Anfangs griff SAS als Notlösung auf Plastikplanen und Klebeband  zurück; akzeptabel für eine kurzzeitige Einlagerung in kleinem Maßstab.  Da die Flugzeuge aber über einen längeren Zeitraum hinweg nicht eingesetzt werden konnten, mussten die Triebwerke einmal wöchentlich angelassen und dazu abgedeckt werden. Jason Deadman, Produktionsingenieur bei SAS, beschreibt den achtstündigen Vorgang des Aus- und Einpackens, der für die Überprüfung der Triebwerke notwendig war, als „sehr aufwändig.“

Mit dem Fortschreiten der Pandemie wurde eine schnellere und kosteneffizientere Lösung erforderlich, die auch für einen längeren Zeitraum geeignet war.

Unterbrechungen der Lieferketten

Es wäre natürlich einfach gewesen, schlichtweg mehr dieser Triebwerksabdeckungen zu bestellen. COVID-19 hatte aber einen Dominoeffekt in den weltweiten Lieferketten ausgelöst. Der Zugriff auf Rohmaterialien war durch Lockdowns eingeschränkt, was die Fertigung verzögerte und dazu führte, dass ingesamt weniger Produkte hergestellt wurden. Ein Umfrage ergab, dass lediglich ein Bruchteil der in Lieferketten eingebundenen Firmen ihr Geschäft ohne Störungen weiterführen konnten.  [3]

Die rechtzeitige Beschaffung von Teilen von den üblichen Herstellern wurde beinahe unmöglich. Diese Probleme erforderten kreative Lösungen. Einige Firmen begannen damit, neue Wege zu beschreiten, wie beispielsweise ein Umschwenken auf interne Fertigung, das Chartern von Frachtschiffen, oder ein Redesign von Produkten, um Vorhandenes nutzen zu können. [4]

Insbesondere sahen sich Fluglinien vor das Problem gestellt, dass die notwendige Ausrüstung für die Betreuung der Flugzeuge am Boden nicht vorhanden war. SAS fasste daher den Entschluss, die Lieferketten zu verkürzen, und stärker auf lokal verfügbare Ressourcen zurückzugreifen. Damit ließe sich nicht nur den logistischen Herausforderungen begegnen, SAS würde auch entscheidende Schritte in Richtung eines umweltfreundlicheren Unternehmens mit geringeren Betriebsrisiken machen.

3D Printed Mold for Jet Engine Cover

Unkonventionelles Denken mit 3D-Druck

Wenn man die Lieferkette verkürzen möchte, dann muss man sich auf die Suche nach lokal verfügbaren Möglichkeiten machen. Bei SAS zog Jason den Einsatz additiver Fertigungsverfahren wie beispielsweise des 3D-Drucks als Lösung für die Lieferkettenprobleme in Betracht. Schließlich liessen sich die Vorzüge des 3D-Drucks mit den Anforderungen und Werten des Unternehmens in Einklang bringen. Dazu gehören eine schnelle Fertigung, flexibles Produktdesign, geringe Stückzahlen, niedrige Kosten, und ein Minimum an Abfall. [5] Es ist einfach, kleine Bauteile mit Hilfe dieser Technologie herzustellen. Aber wie ließ sich damit Ausrüstung im erforderlichen Maßstab für den Einsatz an Flugzeugen produzieren? Trotz der Einschränkungen vieler 3D-Drucker in Bezug auf Material und Baugröße schien sich hier eine Lösungsmöglichkeit für die Fluglinie aufzutun. SAS fragte einen lokalen Anbieter, CNE Engineering, ob und wie der 3D-Druck bei ihrem Problem der stillgelegten Flugzeuge helfen könnte.

Nathan Brown, der Gründer von CNE Engineering, begann damit, sich die Materialanforderungen für die Auslasscover der Triebwerke anzusehen. Diese mussten extremen Aussentemperaturen standhalten und widerstandsfähig sowohl  gegen chemische Substanzen als auch gegen UV-Strahlung sein. Sie mussten ausserdem weich, aber auch robust sein - weder das Triebwerk noch die Abdeckung selbst durften während des Anbringens oder des Abnehmens beschädigt werden. Auf dieser Grundlage entschied sich Nathan für gießbares Polyurethan, ein allgemein verfügbares und kostengünstiges Material.

Das Material, in Verbindung mit der von SAS benötigten Stückzahl zwischen 20 und 100 Teilen, machte das Giessen zum idealen Fertigungsprozess. Glücklicherweise waren CNE in der Lage, die Gussformen oder Werkzeuge, die zur Herstellung des von SAS benötigten Equipments notwendig waren, mit ihrem 3D-Drucker herzustellen. Auch SAS‘ Vorstellungen bezüglich der Lieferzeit konnten eingehalten werden - die erste  Lieferung machte sich bereits einige Wochen nach Beginn des Projekts auf den Weg, Durch die Nutzung ihres Großformat-3D-Druckers von BigRep konnte CNE schnell reagieren, und maßgeschneiderte Werkzeuge und Ausrüstung In-House und in Originalgröße herstellen. Damit konnten sie die dringendsten Bedürfnisse von SAS während der COVID-Pandemie abdecken.

Jet Engine Covers made with 3D Printed PU-Molds

Vom Konzept zur Fertigung

Nachdem das Herstellungsverfahren geklärt war, mussten die technischen Details der Fertigung betrachtet werden. Weil die Entscheidung für einen Gießprozess getroffen worden war, konstruierte CNE die Gußformen und kombinierte dabei verschiedene Materialien. Diese mussten flüssigkeitsdicht und widerstandsfähig gegen Chemikalien sein, aber auch eine leichte Entformung der Bauteile erlauben. Im BigRep ONE 3D-Drucker konnten sowohl Ober- als auch Unterteil jeweils im Ganzen hergestellt werden, ohne sie trennen oder segmentieren zu müssen. Der BigRep STUDIO wurde zur Fertigung von Formbauteilen verwendet, die feinere Strukturen aufwiesen und daher mit einem höheren Detailgrad gedruckt werden mussten. Dazu gehörten beispielsweise die für die Griffe benötigten Hinterschneidungen.

Die Herstellung lief wie folgt ab: Das Werkzeug für den Urethan-Guss wird gedruckt und zusammengebaut; das dauert einige Tage. Dann wird flüssiges Urethan in die Form gegossen und härtet binnen weniger Stunden aus. Schließlich läßt sich das fertige Bauteil von einer Person alleine in ein paar Minuten aus der Form lösen.

SAS erhielt die erste Lieferung schon zwei Monate nach dem Kick-Off-Meeting. Weitere Aufträge in ähnlichen Stückzahlen aber in anderen Größen für unterschiedliche Flugzeugtypen folgten. Aufgrund der massangefertigten Abdeckungen ist das bislang stundenlange Ein- und Auspacken der Triebwerke für die Wartungstechniker nur noch eine Frage von Minuten.

Wohin wird uns der 3D-Druck in Zukunft führen?

CNE Engineering konnte mit Hilfe ihres BigRep 3D-Druckers drei wichtige Anforderungen der Konstruktion erfüllen. Erstens stand eine Reihe von Materialien zur Verfügung, sodass Tests und Experimente mit unterschiedlichen Werkstoffen durchgeführt werden konnten.  Zweitens war der ein Kubikmeter große Bauraum des BigRep ONE ausreichend um die Bauteile, die immerhin die Ausmaße des Auslasses eines Flugzeugtriebwerks hatten, in einem Stück zu drucken. Und drittens erlaubte die Ausrichtung der Materialschichten in der gedruckten Form das Gießen und Entformen.

Großformatiger 3D-Druck ist ein aufregendes neues Fertigungsverfahren für Situationen, die einzigartige Lösungen erfordern, wie beispielsweise eine Kombination aus komplexer Formgebung und einem flexiblen Material.

Nathan bei CNE sieht unbegrenzte Möglichkeiten für den Einsatz großformatigen 3D-Drucks. Er plant, seine Dienstleistungen der Konstruktion und des 3D-Drucks von Werkzeugen und Ausrüstung auf weitere Fluglinien mit ähnlichen Anforderungen ebenso auszuweiten wie auf andere Industriebranchen.   Hier sieht er beispielsweise Werkzeughalter, Fördergeräte, Vorrichtungen und andere Hangarausstattungen als vielversprechende Anwendungsgebiete für großformatigen 3D-Druck. Das Ziel lautet ganz klar: „Finde Kunden und ihre Bedürfnisse“.

IN DEUTSCHLAND ENTWICKELT – ZUVERLÄSSIGKEIT ZUM ATTRAKTIVEN PREIS

Der BigRep ONE ist ein in Deutschland entwickelter Großformat-3D-Drucker für den Einsatz rund um die Uhr. Bisher wurden über 500 dieser kostengünstigen Systeme installiert, die sich bei Fertigungsunternehmen weltweit als zuverlässig erwiesen haben. Der ONE zeichnet sich durch ein großes Bauvolumen von 1 m³ und eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit aus, sodass Sie Ihre Entwürfe zuverlässig in Originalgröße herstellen können.

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IN DEUTSCHLAND ENTWICKELT – ZUVERLÄSSIGKEIT ZUM ATTRAKTIVEN PREIS

Der BigRep ONE ist ein in Deutschland entwickelter Großformat-3D-Drucker für den Einsatz rund um die Uhr. Bisher wurden über 500 dieser kostengünstigen Systeme installiert, die sich bei Fertigungsunternehmen weltweit als zuverlässig erwiesen haben. Der ONE zeichnet sich durch ein großes Bauvolumen von 1 m³ und eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit aus, sodass Sie Ihre Entwürfe zuverlässig in Originalgröße herstellen können.

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About the author:

Dominik Stürzer <a style="color: #0077b5" href="https://www.linkedin.com/in/dominik-stuerzer/" target="_blank" rel="noopener"><i class="fab fa-linkedin"></i></a>

Dominik Stürzer

Head of Growth Marketing

Dominik is a mechanical engineer whose passion to share knowledge turned him to content creation. His first 3D prints started in university. Back then the 3D printers were big on the outside and small on the inside. With BigRep the machines are finally big in their possibilities.

References

  1. https://time.com/5823395/grounded-planes-coronavirus-storage/
  2. https://www.cntraveler.com/story/what-it-takes-for-an-airline-to-ground-its-fleet-amid-coronavirus/
  3. https://www.ey.com/en_us/supply-chain/how-covid-19-impacted-supply-chains-and-what-comes-next/
  4. https://www.weforum.org/agenda/2022/01/5-ways-the-covid-19-pandemic-has-changed-the-supply-chain/
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