Präzision und Prozesssteuerung in der additiven Fertigung ermöglichen
Das 3D-Drucken entwickelt sich weiter zu einem Verfahren für die Serienfertigung komplex geformter Teile aus einer Vielzahl von Materialien.
Obwohl 3D-Druckverfahren und -geräte bereits vor mehr als 30 Jahren entwickelt wurden, hat sich die Technologie von einem Prototyping-Werkzeug zu einem praktikablen Verfahren für die Serienfertigung in nahezu allen Branchen weiterentwickelt. Mit der Erweiterung der Anwendungsmöglichkeiten ist das Verfahren heute besser unter dem Begriff additive Fertigung bekannt.
Auf Grundlage eines digitalen 3D-Modells oder einer CAD-Datei lassen sich mithilfe computergesteuerter Druckverfahren komplexe Formen und Geometrien aus Kunststoffpolymeren, Metallen oder sogar lebenden Zellen herstellen. Diese Funktionen kommen in Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der Konsumgüterbranche, der Medizin und vielen anderen Branchen zum Einsatz.
Additive Fertigung auf Pulverbasis
Die additive Fertigung ermöglicht die Herstellung komplexer Teile direkt aus 3D-CAD-Daten. Beim industriellen 3D-Druck auf Pulverbasis wird eine dünne Schicht aus pulverförmigem Material auf einer Bauplattform verteilt. Ein Laserstrahl verschmilzt dann das Material Schicht für Schicht entsprechend den vorkonfigurierten Konstruktionsdaten.
Mit der Weiterentwicklung der additiven Fertigung steigen die Erwartungen an die Qualität der Teile, ihre Maßgenauigkeit und die Prozesseffizienz kontinuierlich. Eine zuverlässige Temperaturregelung im Inneren der Baukammer ist ein wichtiger Faktor, um diese Anforderungen zu erfüllen. Dies gilt insbesondere für die Verarbeitung von Pulvermaterialien, die unter gleichbleibenden Temperaturbedingungen erfolgen muss.
Vorheizen des Pulverbetts mit energieeffizienten Infrarotsystemen für gleichbleibende Teilequalität
Das Vorheizen des Pulverbetts ist ein entscheidender Schritt in vielen additiven Fertigungsverfahren und wird üblicherweise mit Infrarotstrahlern durchgeführt. Neben der Art des verwendeten Pulvermaterials spielt eine gleichmäßige Wärmeverteilung in der Baukammer eine wichtige Rolle für eine gleichbleibende Teilequalität.
Infrarotwärme liefert gezielte Energie zum Vorheizen des Pulverbetts vor und während des Druckvorgangs. Infrarotstrahler tragen durch die Gewährleistung gleichmäßiger thermischer Bedingungen zur Schaffung einer stabileren Prozessumgebung für die schichtweise Fertigung bei.
Individuell angepasste Infrarotstrahler für die additive Fertigung
Excelitas bietet Noblelight-Infrarotlampen an, die je nach Material genau auf Leistung, Form und Wellenlänge angepasst werden können. Diese Flexibilität ermöglicht eine genaue Abstimmung der Infrarotwärme auf das jeweilige Pulvermaterial und die jeweiligen Prozessanforderungen.
Lichtquellen, Optik und Linsen für die additive Fertigung
Zudem unterstützt Excelitas die additive Fertigung mit UV-LED- und Lampenlichtquellen zur Polymerhärtung sowie mit Projektionsoptiken und Linsen. Mithilfe dieser Technologien ist es möglich, zu sintern, Metallströme beim 3D-Druck mikroskopisch zu überwachen oder das Zellwachstum zu steuern und zu formen, um das gewünschte biologische Gewebe zu erhalten.