Technologie gegen langwierige Entwicklungsphasen in der Fertigungshalle
Gedruckte Prototypen

Ob Prototypen oder Ersatzeile, durch einen neue Technologie können dreidimensionale Objekt mit einem Drucker erstellt werden.

hiz DÜSSELDORF. Die Herstellung von Prototypen ist in der Regel langwierig und kostenintensiv, da die Fertigung meist reine Handarbeit ist. Ein an der TU Wien entwickelter 3D-Drucker kann helfen, diesen Prozess zu automatisieren.

Die automatisierte Herstellung von Mustern, sogenanntes Rapid Prototyping, ist dabei nicht neu. Die Rechnergesteuerte Herstellung von Mustern ist seit Jahren bekannt. Allerdings ist der Prozess langwierig und erfordert hohe Investitionen. Das gängige Prinzip: In einem Tank befindet sich ein flüssiger Kunststoff, der aushärtet, wenn er mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird. Rechnergesteuert bestrahlt nun ein ultravioletter Laser die Oberfläche der Flüssigkeit während der Boden sich absenkt. Lage für Lage härtet der Kunststoff an den bestrahlten Flächen aus und so entsteht aus der CAD-Konstruktion per Computerkontrolle das räumliche Modell. In der industriellen Anwendung werden diese Techniken verwendet, um kurzfristig Prototypen in der Entwurfsphase neuer Produkte herzustellen.

Der Ansatz der Wiener Forscher verzichtet auf das Kunststoffbad. Das Modell wird ebenfalls schichtweise erstellt, allerdings mittels eines "Druckers". Verwendet werden dazu Druckköpfe, wie sie auch in herkömmlichen Tintenstrahldruckern eingebaut sind. Lage für Lage "drucken" sie den Prototypen, indem sie Material schichtweise auftragen. Basis für die dreidimensionale Drucktechnik ist ebenfalls eine CAD-Konstruktion. Mittels Software wird sie so umgewandelt, dass daraus ein "Ausdruck" beliebig geformter Prototypen entsteht. Dank der Drucktechnik wird die Herstellung komplexer Bauteile aus verschiedenen Materialien ermöglicht, indem einfach der Druckkopf gewechselt wird.

Das Ziel der Wiener Wissenschaftler ist aber weiter gesteckt. Zum Beispiel Ersatzteile auf Abruf. Statt der kostenintensiven Lagerung und Vorausproduktion unzähliger Kunststoffteile, können sie kurzfristig einfach ausgedruckt werden. Dadurch könnte in Zukunft die Wartung und Pflege vieler technischer Geräte wesentlich preisgünstiger bewerkstelligt werden. Zwei Herausforderungen sind von den Lösungen dabei zu erfüllen. Zum einen müssen 3D-Drucker die hohen Anforderungen an Präzision und Oberflächenqualität von Konsumgütern erfüllen und zum anderen muss der verwendete Drucker in der Lage sein, die verschiedensten Materialen zu verarbeiten.

Ein weiteres Einsatzgebiet könnten maßgeschneiderte Implantate für die Biomedizin sein. Zum Beispiel Knochenersatz aus biologisch vollkommen verträglichen Biokeramiken gefertigt.

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