3D-Druck › Prototypen, Kleinserie im FFF oder FDM Verfahren
Fachhandel Klebetechnik

In unserem technischen Fachhandel bieten wir Ihnen alles rund um das Thema Klebetechnik an.

Stanzteile Zuschnitte

Als Lohndienstleister bieten wir Ihnen unsere Klebebänder, Folien und Laminate entsprechend Ihren Vorgaben konfektioniert an.

Produktionsdienstleistungen

Seit mehr als 25 Jahren beschäftigen wir uns mit dem Verbinden unterschiedlichster Materialien mittels Klebetechnik.

Technische Beratung

Aufgrund der Materialvielfalt und dem späteren Einsatz Ihrer Produkte ist eine sorgfältige Klebstoffauswahl notwendig.

3D-Druck via FFF, FDM Verfahren


Die Dr. Eberhardt GmbH baut weiter ihr Leistungsspektrum aus. Der 3D Druck stellt dabei eine relativ neue Technologie dar, die weiter etabliert und ausgebaut werden soll. Aktuell setzt die Dr. Eberhardt GmbH das FFF-Druckverfahren (Fused Filament Fabrication oder auch FDM genannt - Fused Deposition Modeling) ein. Der 3D Drucker ist dabei variabler einsetzbar und kann passgenau aufgrund zahlreicher Kunststoffvariationen für unsere Kundenwünsche angepasst werden.

Vorteile und Beispiele einiger Kunststoffe oder Kunststoffhybride:
ABS: hohe Festigkeit und hohe Oberflächenhärte, Zugfestigkeit ca. 32 MPa, Nachbearbeitung durch spanende Verfahren möglich, Erweichungstemperatur ca. 95 °C - HIPS: vergleichbare Festigkeit und Oberflächenhärte zu ABS, Zugfestigkeit ca. 22 MPa, Erweichungstemperatur ca. 89 °C, in Limonen-Extrakt löslich; kann somit als Supportmaterial genutzt werden - PLA: lebensmittelecht, geruchsneutral, geringe Aufnahme von feuchtigkeit, umkomplizierte Lagerung, hohe Beständigkeit im UV-Bereich, schwere Entflammbarkeit, Zugfestigkeit bis zu ca. 52,5 MPa - PMMA: hohe Festigkeit, gute Witterungsbeständigkeit, gute UV-Lichtbeständigkeit, Zugfestigkeit ca. 55 MPa

Natürlich sind auch andere verarbeitbare Kunststoffe auf dem Markt zu finden, jedoch haben sich gerade oben vorgestellte Kunststoffe für unsere Anwendungen bewährt. Allein durch die große Bandbreite an verschiedenen Eigenschaften, welche über flexibel, elektrisch leitfähig (ESD), kohlefasergefüllt, fluoreszierend und große Farbvielfalt bis hin zur thermischen Empfindlichkeit (Farbübergänge in bestimmten Temperaturbereichen), zeichnen sich diese Thermoplaste aus. Der primäre Grund, 3D-Druck in der Dr. Eberhardt GmbH anzuwenden, liegt in der Notwendigkeit des Vorrichtungbaus. Um die Positionen der zu behandelnden Geräte exakt behalten zu können, werden die Haltevorrichtungen individuell für jede denkbare geometrische Form konstruiert. Ein nicht vor der Hand zu weisender Vorteil ist dabei die extrem verkürzte Produktionszeit der Vorrichtung (bei Metallerzeugnissen je nach Auslastung des ausführenden Unternehmens zwischen 8 und 12 Wochen) und die Kostenersparnis gegenüber konventionell hergestellten Positionsvorrichtungen (z.B. aus Metall). Vor allem im Bereich des „Optical Bonding“ sind Basisvorrichtungen elementar, um reproduzierbare und bestmögliche Ergebnisse zu erhalten. Interdisziplinar können hier die eigens erzeugten 3D-Drucke sehr schnell getestet und gegebenenfalls weiter angepasst werden. Andere Anwendungen, die die Dr. Eberhardt GmbH anbieten kann, sind die Herstellung von Prototypen. Diese können sehr präzise und detailgetreu erzeugt werden, da mit einer Schichtauflösung zwischen 0,5mm und 0,01mm gearbeitet wird. Eine weitere Möglichkeit der Optimierung der Produktionszeit besteht in der Veränderung des Füllgrades. Je nach Beanspruchung und Wunsch der Haltbarkeit kann die Dr. Eberhardt GmbH den Füllgrad von 0% bis 100% bestimmen. 0%-Füllungen finden meist im Prototypenbau Anwendung, um erste Erkenntnisse über die Passgenauigkeit neuer Bauteile gewinnen zu können. 100%-Füllungen der Drucke können schon verwendbare Objekte darstellen, welche zum Teil auch Prozessanwendungen finden.

Ansprechpartner


Katrin Helbig,Leitung technischer Fachhandel Klebetechnik
Katrin Helbig

Leitung technischer Fachhandel Klebetechnik

Gern berate ich Sie zum Thema Fachhandel Klebetechnik und Anwendung.

Marko Reichelt,Leiter Technische Beratung, Produktionsdienstleistungen
Marko Reichelt

Leiter Technische Beratung, Produktionsdienstleistungen

Warum Klebetechnik? Darüber berate ich Sie gern und ausführlich.

3D-Druck

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Referenzen


WAS SIE IM 3D BEREICH DRUCKEN MÖCHTEN, DRUCKEN WIR.
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3D-Druck, 3D Druck Verfahren

Wie der Name schon vermuten läßt befindet man sich hier in der Verfahrenstechnik, bei dem dreidimensionale Werkstücke oder Modelle gefertigt werden. Ähnlich wie beim Spritzgussverfahren werden räumliche Strukturen erzeugt. Realtiv schnell und recht präzise können Prototypen, Formen oder auch Vorrichtungen gefrtigt werden. Aber auch andere erdenkliche Werkstücke wie Spielzeuge, Klammern, Halter ja selbst kleine Getriebe können gedruckt werden. Mithilfe eines Computers werden Daten aufbereitet, die an einem Drucker weitergegeben werden. Dieser Drucker hat aufgrund seiner Konstruktion die Möglichkeit, in alle drei Achsen (x-, y- und z-Achse) Schicht für Schicht bestimmte Materialien aufzutragen. Der 3D Drucker ist dabei dem altbekannten Drucker im Büro gar nicht so unähnlich. Auch hier werden Daten vom Computer erzeugt und dann auf ein Papier gedruckt. Beim 3D Drucker werden diese Daten dann aufbereitet und räumlich aufgebaut. Dabei kommen verschiedene Ausgangsmaterialien in Betracht. Pulver, Flüssigkeiten oder schmelzbare Kunststoffe sind einige der Basisstoffe. Während der Herstellung kommt es dann später zu verschiedenen Schmelz- und Härtemechanismen. Immer mehr Technik wird entwicklt, sodass auch nun Kunstharze, Keramiken aber auch Metalle im 3D Druck Verfahren verwendet werden.
Geschichtlich gesehen lagen die Anfänge des 3D Druck Anfang der 80-er Jahre in den USA. Dort wurde die erste Stereolithograhie (Lasersintern) als Fertigungsverfahren entwickelt. Dabei wurde ein Kunstoff, der lichtaushärtend war, in sehr dünnen Schichten aufgetragen und mittels eines Lasers kurz nach dem Auftragen in jener Schicht auch gleich ausgehärtet. Schmelzprozesse (hier der an sich schon flüssige Kunststoff) und Härteprozesse (hier der Laser, der ein UV-Licht im entsprechenden Wellenbereich des auszuhärtenden Kunststoffs aussendet und so zur Härtung führt) liegen hier zeitlich dicht beieinander. So ist es möglich, imemr wieder Schichten aufzutragen, den die bereits ausgehärtenden Schichten dienen als eine Art Grundstock oder Etagen für die nächsten. Wie bei einem Hochhaus wird quasi Stock für Stock aufgebaut. Deshalb zählt der 3D Druck auch zu den addiven Fertigungstechnologien, da Material hinzugegeben (also addiert wird). Anfangs waren die Anforderungen an das gedruckte Werkstück noch nicht hoch. Inm Rennsportbereich wollt man damals zunächst nur 3D Drucke für die Entwicklung von Produkten nutzen. Als eine Art „Anschauungsobjekt“ konnte man hier erste optische Testungen durchführen, allerdingsm war das Werkstück weder besonders stabil und damit haltbar, noch war die Qualität in einem engen Toleranzbereich. Zeitgleich mit der Verbesserung der Computertecknik wurden in den folgenden Jahren auch die 3D Druckmaschinen immer weiter entwickelt. Einige Prototypen hatten je nicht nur die optischen Eigenschaften des Endproduktes, sondern konnten teilweise auch als solches genutzt werden. Auch ist der Übergang fließend. Seitdem verschiendene Patente ausliefen, erlebt der 3D Druck einen regelrechten Boom. Die Industrie wie auch vermehrt der Privatanwender erleben die Möglichkeiten, die der 3D Druck bietet. Einige Unternehmen bieten dies nun auch als Dienstleistung an. Damit können vermehrt Prozesse, die früher aufgrund hoher Kosten ausgelagert wurden, wieder in die hier ansässige Wirtschaft zurück geführt werden. Im Medizinbereich z.B. sollen zukünftig Implantate oder Prothesen per 3D Druck entstehen. Aber auch im ganz großen Stil wird bereits gedacht: die Baubranche versucht sich am Drucken von ganzen Häusern.
Bei der Entwicklung eines 3D Objektes wird es zunächst zweidimensional als einzelne Schicht dargestellt. Die so entstehende Scheibe ist noch horizontal und wird daher als sogenannter Layer bezeichnet. Das letztendliche Modell des 3D Drucks besteht dann eigentlich nur aus der Summe des  Übereinanderlegens der einzelnen Scheiben bzw. Schichten. Damit wird dann die Höhe des Werkstücks heraus gearbeitet, fast so, also würde man immer wieder Tassenuntersetzer zusammen aufeinander kleben. Mit der Zeit ensteht dann eine gewisse Höhe der verklebten Untersetzer.
Wie schon angesprochen gibt es verschiedene Ausgangsmaterialien, die für den 3D Druck in Frage kommen. Davon abhängig ist auch die Technik des 3D Drucks. So gibt es den 3D Druck mit Pulvermaterialien. Dabei kann man sich dieses Verfahren wie dem bekannten Tinmtenstrahldrucker vorstellen. Anstelle der Tinte wird jedoch ein Bindemittel auf das Pulver aufgebracht (meist ein flüssiger Klebstoff) ist. Damit werden die eigentlichen Pulverpartikel zumindest stellenweise miteinander verklebt. Danach wird eine neue sehr dünne Pulverschicht aufgetragen und erneut Klebstoff oben herauf aufgetragen. Die entstehenden verklebten Schichten aus Pulverpartikeln lassen dann schlussendlich das Werkstück entstehen. Grundsätzlich ist bei dieser Anwendung eine Art Pulverbett vorhanden; also eine umrandete und begrenzte Fläche gefüllt mit Pulver. Interessant ist auch immer die Frage nach einbehaltenen Stützstrukturen. Diese dienen – wie der Name schon sagt – als Stütze für den späteren Aufbau der Endstruktur. Schaut man sich z.B. den Druck eines Tieres an, welches an der Außenseite natürlicherweise den Kopf besitzt, muss während des 3D Druck schon im Fußbereich außen auf Höhe des späteren Kopfes eine Stützstruktur miterrichtet werden. Das kann dann eine Art kleine Säule sein, auf der der Kopf des Tieres aufgebaut wird und später ruht. Nach Fertigstellung des 3D Druck werden die Stützstrukturen entfernt und zurück bleibt der frei tragende Kopf. Im Falle des 3D Druck mit Pulver ist das nicht verklebte Pulver die Stützstruktur. Damit hier Schicht für Schicht von unten nach oben aufgebaut wird, bleibt das Pulverbett auf der z-Achse nicht auf gleicher Höhe, sondern wandern in Höhe der aufgetragenen Pulverschicht nach unten.
Bei der Dr. Eberhardt GmbH wird jedoch das Drucken mit geschmolzenen Materialien bisher eingesetzt. Der 3D Drucker ist dabei in der Lage, die Basiswerkstoffe mit einer gewissen Temperatur aufzuschmelzen und damit flüssig zu machen. Weiterhin gibt es eine Grundplatte, die beheizbar und beweglich ist. Die Düse des 3D Druckers ist dabei nur in x- und y-Achse, nicht aber in ihrer Höhe an sich. Dafür kann sich die Bodenplatte nach unten bewegen und ermöglicht so den Aufbau von unten nach oben am Modell. Im Druckkopf wird das zugeführte Material aufgeheizt und geschmolzen. Meist ist dies in Drahtform als Rolle aufgewickelt und ein Ende wird dem 3D Drucker zugeführt, der es weiter verarbeitet. Die Geschwindigkeit des Auftragens wird dabei von der Zeit bestimmt, die das Material nach dem Auftragen benötigt, um wieder auszuhärten. Er nach der erfolgten Härtung einer dünnen Schicht kann geschmolzenes Material aufgebracht werden. Die Qualität des entstandenen Modells (also der Toleranzbereich der zu druckenden Maße) hängt ganz entscheidend von der Präzision der Bewegung des 3D Druckers ab. Aber auch die Feinheit der Düsen sowie das Basismaterial mit seinen thermischen Bedingungen haben einen Einfluss. Wenn Basismaterialien mit unterschiedlichen Farben verwendet werden, können auch bunte Modelle enstehen. Hohlräume oder verschiedene Füllungsgrade werden als Stützstrukturen verwandt, die später dann leicht heraus- oder abgebrochen werden können.
Insgesamt wird der 3D Druck in den nächsten Jahren noch mehr Aufwind bekommen. Interdisziplinäre Zusammenarbeiten werden immer wichtiger werden. So werden Kosmetikfirmen z.B. einen personalisierten Lippenstift einwickeln, der per 3D Druck gedurckt wird und genau auf den Anwender zugeschnitten ist. Knochenimplante sollen schon 2018 in Taiwan auf den Markt kommen. Sportschuhhersteller wollen 3D gedruckte Zwischensohlen anbieten. Eine ukrainische Konditormeisterin nutzt den 3D Druck, um Torten zu kreieren. Die Abwendungschancen sind schier unendlich, denn wir mit der Technik arbeitet, arbeitet effizienter und schneller. Im Gegensatz zum Spitzgussverfahren müssen keine Urformen hegestellt werden, aus denen dann später die Modelle entstehen, sondern am Computer entstehen die Daten und werden dann in Echtzeit gedruckt. Als wichtiger Vorteil zum Bohren oder Schleifen wird auch kein Material abgetragen, was als Ausschuss übrig bleiben würde. Ressourcen und Zeit werden geschont; das bringt Unternehmen einen klaren Vorteil. Änderungen lassen sich vergleichsweise einfach und schnell vornehmen, ohne den erhöhten Aufwand des erneuten Formengießens wie beim Spritzgussverfahren.

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