Kunststoffteile additiv gefertigt – Die Wahrheit!

Kunststoffteile additiv gefertigt
–
Die Wahrheit!
Ralf Schindel, Geschäftsführer
[email protected]
prodartis AG
Industrieller 3D-Druck – Additive Manufacturing – Rapid Prototyping
Hoferbad 12
9050 Appenzell
Tel. +41 71 505 33 33 www.prodartis.ch
Halle 1.1, Stand C55 Platz 6
Inhalt
1.
2.
3.
4.
Selective Laser Sintering - Charakteristik
… und auch SLS kennt Grenzen!
Qualitätssicherung ist der Schlüssel
SLS Serienfertigung - Anwendungsbeispiele
1. Selective Laser Sintering
Charakteristik: Verfahrens - Vergleich
Industrielle
Fertigung
FDM
Rapid
Prototyping
SLA
Spritzgiessen
MJM
Selective Laser Sintering (SLS)
Mechanische Bearbeitung
1. Selective Laser Sintering
Charakteristik und daraus folgende Vorteile
Selective Laser Sintering
- Ausgangsmaterial Kunststoffpulver
- Wärmeenergie I: Vorwärmen mit
Heizstrahler
- Wärmeenergie II: Thermische Vernetzung
mittels Laserenergie
- Beständige, bekannte “Standard”Kunststoffe
- Gute mechanische, thermische und
elektrische Materialeigenschaften
Selective Laser Sintering (SLS)
 Voraussetzung für eine spritzgussnahe, additive Fertigung
Vorteile
- Loses Pulver übernimmt Stützfunktion  Kein Aufbau von Stützen
notwendig
- Problemlos Hinterschnitte, Hohlräume & andere kompl. Geometrien
produzierbar
- Durch effiziente Bauraumausnützung (auch Stapelung) sehr produktive
Fertigung möglich
1. Selective Laser Sintering
Charakteristik: Vorteile  Wachstumsmarkt
Additive Fertigung von Kunststoffteilen eröffnet einen Wachstumsmarkt, weil
• das Produkt beinahe grenzenlos gestaltet werden kann
• bereits Klein- und mittelgrosse Serien bis über 5‘000 Teilen mit komplexer
Geometrie wirtschaftlich additiv gefertigt werden
• mit AM extremer Leichtbau möglich wird
• durch Funktionsintegration Fertigungskosten und Montagezeiten
eingespart werden können
• mit AM die Produktion vermehrt in der CH bleiben kann
• auch Spritzgussmaschinenhersteller den AM-Markt beobachten, z.B.
Aarburg mit „freeformer“
…aber nur, wenn die SLS-Technologie beherrscht wird und …
… offen und nachhaltig beraten wird!
2. Selective Laser Sintering
die Grenzen
Dimensionen
• Toleranz mehrere 0.1 mm
• Verzug geometrisch (Schwund, Abkühlrate, …)
• Wandstärkenunterschiede
• …
Oberfläche
• unbehandelt eher raue Oberfläche
• Pulverreste
• Orange peel (Alterung des Pulvers/Mischung)
• …
Material
• Anisotropie der mechanischen Eigenschaften
• Porosität
• Lichtstabilität
• …
 Sinterprozess definiert mech. Materialeigenschaften
 SLS ist ein Prozess mit «1’000 Parametern»
2. Selective Laser Sintering
die Grenzen: Serienfertigung
Additive Fertigung heisst nicht:
- 1’000 x 1 Prototypen herzustellen (in unterschiedlicher Qualität)
Additive Fertigung einer 1’000-er Serie heisst:
- z.B.1’000 Teile in best möglicher, gleichbleibender, geprüfter Qualität
- die SLS-Parameter auf diese Serie einzustellen
- Nachfolgeverfahren auf die Geometrie einzustellen
- neue Wege beschreiten in der Messtechnik
 Deshalb gehört bei der prodartis AG eine “Bemusterung” von
Serienfertigungsaufträgen zum Standard
3. Selective Laser Sintering (SLS)
Qualität (Materialqualität)
PA-HF
- ca. 12% dichter als herkömmliches SLS - PA12
3. Selective Laser Sintering (SLS)
Qualität (Materialqualität)
Materialkennwerte der Lasersinterwerkstoffe
AM
Werkstoff
Masseinheit
PA 1700
PA-HF
PA-G (neu!)
TPU 90
MPa
1500 - 1700
1900 - 2100
3100 - 3400
-
Zugfestigkeit X/Y, ISO 527
N/mm2
40 - 44
50 - 55
45 - 48
10
Zugfestigkeit Z, ISO 527
N/mm2
%
36 - 40
48 - 52
42 - 46
10 -14
-
12 - 18
-
6 - 10
> 500
90
70 - 75
75 - 80
-
-
≥ 100
≥ 105
≥ 125
-
0.92 - 0.98
1.01 - 1.03
HB
HB
medizinales Zertifikat
USP Class VI
USP Class VI
FDA Zertifikat
Food Contact
Food Contact
PA 12
PA 6
Eigenschaft
Zug-E-Modul, ISO 527
Reissdehnung, ISO 527
Härte, DIN 53505
Wärmeformbeständigkeit
ISO 75 HDT/B (0.45MPa)
Dichte, ISO 1183
Entflammbarkeit
Ähnlichkeit mit
A
Shore D
°C
g/cm3
UL 94
1.1
PA6 GF30
TPE
prodartis 141124
3. Selective Laser Sintering (SLS)
Qualität (Materialqualität)
spritzgussnahe und
geprüfte Qualität
3. Selective Laser Sintering (SLS)
Qualität (Prüfung mittels CT in Bemusterungsphase)
lasergesintertes PA-HF Material
ungesinterte Pulverreste
Mit freundlicher Genehmigung der
MessX AG
3. Selective Laser Sintering (SLS)
Qualität (Prüfung mittels CT in Bemusterungsphase)
Mit freundlicher Genehmigung von
MessX
4. Selective Laser Sintering (SLS)
Anwendung: Beständigkeit/Belastbarkeit, Stückzahl 5
PA-HF
prodartis AG
Bauteile mit hoher Komplexität
Produkt-Design beinahe ohne Grenzen
Geschäftsfelder
Additive Kunststoffteile-Fertigung
von Stückzahl 1 bis mittelgrosse Serien
1
2
3
1. Additive Manufacturing (AM): Klein- und mittelgrosse Serienproduktion
2.
Rapid Prototyping (RP): Fertigung von Funktionsmodellen
3.
Medical Manufacturing: Modelle für die präoperative Planung und medizinische Produkte
Danke für Ihre Aufmerksamkeit
Think additively!