Was ist ein großformatiger 3D-Drucker?

1. Ein Großformat-3D-Drucker wird allgemein als eine additive Fertigungsmaschine definiert, deren Bauvolumen das von Desktop-Modellen erheblich übersteigt.

2. Derzeit gibt es in der Branche keine einheitliche Definition des Bauvolumens für “Großformat-3D-Drucker”. Wenn jedoch die Einzelachs-Länge in X/Y-Richtung ≥800 mm beträgt oder das Bauvolumen erheblich größer als 600×600×400 mm ist, klassifizieren Hersteller es typischerweise in die Kategorie “Großformat”.

3. Zum Beispiel, UnionTech 4. RSPro1400 (1400×700×500 mm), RSPro1800 (1800×900×600 mm), RSPro2100 (2100×700×800 mm) und RSPro800 2.0 (800×800×550 mm) sind allesamt Großformat-SLA-3D-Drucker.

5. Es ermöglicht die Herstellung von großen, monolithischen Teilen oder die Massenproduktion kleinerer Komponenten in einem einzigen Batch.

6. Typen von Großformat-3D-Druckerns

7. Es gibt drei Arten von 3D-Druckern für große Drucke:

1. 8. Großformat-SLA-3D-Drucker (Stereolithografie)

A 9. Großformat-SLA-Drucker 10. verwendet die Photopolymerisationstechnologie, bei der ein präzise gesteuerter UV-Laserstrahl punktuell über die Oberfläche eines Flüssigharztanks scannt, wobei der vorbestimmte Querschnittspfad jeder Schicht folgt. Bei Laserbestrahlung härtet das Harz von flüssig zu einer harten, dünnen festen Schicht aus.

11. Diese Großformatsysteme können Komponenten mit außergewöhnlich glatten Oberflächen und filigranen Details herstellen.

2. 12. Großformat-FDM-3D-Drucker (Fused Deposition Modeling)

13. Ein Großformat-FDM-Drucker arbeitet nach dem Prinzip der Materialextrusion und verwendet thermoplastische Filamente als Ausgangsmaterial. Das Filament wird in eine beheizte Düse eingeführt, wo es in einen halbflüssigen Zustand schmilzt; die Düse bewegt sich dann unter Computersteuerung in der X-Y-Ebene und extrudiert und lagert das geschmolzene Material auf die Bauplattform oder die erstarrte Schicht ab.

14. Großformat-FDM-Maschinen eignen sich gut zur Herstellung großer Ingenieurkunststoffteile.

3. 15. Großformat-SLS-3D-Drucker (Selektives Lasersintern)

16. Ein Großformat-SLS-Drucker verwendet einen fokussierten Laser, um Nylon- oder Polymerpulver zu festen Strukturen zu verschmelzen. Ein Hochleistungs-Laser, der von Galvanometer-Scannern gesteuert wird, bestrahlt dann selektiv das Pulverbett gemäß den Querschnittsdaten des Modells und erhöht die Temperatur der gezielten Partikel über ihren Schmelzpunkt, sodass sie verschmelzen und miteinander verbinden.

17. Großformat-SLS-Systeme können große, strukturell komplexe und robuste funktionale Teile herstellen, die während des Druckens keine Stützstrukturen benötigen.

18. Wie funktionieren Großformat-3D-Drucker?s 19. Ein Großformat-3D-Drucker beginnt mit einem digitalen 3D-Modell. Das Modell wird überprüft, repariert, ausgerichtet, bei Bedarf unterstützt und in Schichten geschnitten. Der Drucker baut dann das Teil schichtweise gemäß der ausgewählten Technologie auf.

Ein Großformat-3D-Drucker beginnt mit einem digitalen 3D-Modell.

SLA ist derzeit die am häufigsten verwendete Großformat-Drucktechnologie. Wie funktionieren Großformat-SLA-3D-Drucker? Nehmen Sie die UnionTech SLA 3D-Drucker als Beispiel:

• • Plattformtauchen:Eine Bauplattform wird in ein Bad mit flüssigem Harz abgesenkt, wobei eine dünne Schicht Harz (die Schichthöhe) zwischen der Plattform und dem Boden des Bades verbleibt.
• • Laserhärtung:Mehrere leistungsstarke UV-Laser verfolgen den Querschnitt des Teils und härten das flüssige Harz dort, wo es trifft. Diese Multi-Laser-synchrone Betriebsanwendung wird durch die proprietäre Multi-Galvanometer-3D-Drucktechnologie von UnionTech angetrieben. Dies verdoppelt nicht nur die Druckgeschwindigkeit und -effizienz, sondern gewährleistet auch die höchste Auflösung, eine glatte Oberflächenbeschaffenheit und minimale Schichtlinien.
• • Schichtwiederholung:Die Plattform wird um eine Schichtdicke angehoben, sodass ungehärtetes Harz unter die neu gedruckte Schicht fließen kann. Der Laser härtet dann den nächsten Querschnitt. Dieser Prozess wiederholt sich, bis das gesamte Objekt geformt ist.
• • Nahtloses Verkleben:Während dieses Prozesses verbindet der Verklebealgorithmus von UnionTech nahtlos die Scangebiete benachbarter Galvanometer und erhöht die Kontaktfläche zwischen den beiden Seiten eines Teils. Die einzigartige Technik des “Kreuzverkleben” stellt zudem sicher, dass die Oberflächenqualität und die mechanischen Eigenschaften im verklebten Bereich über 90% derjenigen erreichen, die von einem einzelnen Galvanometer erzielt werden.
• • Abschluss und Härtung:Das fertige Teil wird dann entfernt, gewaschen, um überschüssiges Harz zu entfernen, und einem Nachhärtungsprozess (in der Regel mit UV-Licht) unterzogen, um die Materialstärke zu maximieren.

Hauptmerkmale von Großformat-3D-Druckern

1. Komponenten von Großformat-3D-Druckern

Ein Großformat-3D-Drucker umfasst normalerweise die folgenden Kernkomponenten:

• • Bauplattform: Harzbad, Pulverbett oder beheizter Druckbereich speichert das Material. Das Bewegungssystem steuert die Z-Achse und, je nach Technologie, den Druckkopf, Laser, Beschichter oder Scanner.
• • Steuerungssystem: überwacht Bewegung, Materialstand, Temperatur, Belichtung und Systemstabilität. Die Software bereitet das Modell vor, schneidet die Datei, steuert Parameter und verfolgt die Produktion.

Für SLA-Systeme umfassen die Hauptkomponenten den Laser, das Galvanometer-Scansystem, das Harzbad, den Beschichter, die Bauplattform, die Steuerungssoftware und den Nachbearbeitungsworkflow. Sie beeinflussen direkt die Genauigkeit, Oberflächenqualität und Wiederholbarkeit.

2. Spezifikationen von Großformat-3D-Druckern

Verwendung UnionTech RSPro2100 als das wichtigste Spezifikationsbeispiel. Wichtige Spezifikationen, die abgedeckt werden müssen:

• • Bauvolumen: 2100 × 700 × 800 mm
• • Schichtdicke: 0,1-25 mm
• • Laser: 355 nm Festkörperfrequenz-vervielfachter Laser
• • Strahlgröße: 0,1-85 mm
• • Scangeschwindigkeit: 8-15 m/s
• • Dateninterface: .stl
• • Nennleistung: 5,4 kVA
• • Maschinenabmessungen: 2630 × 1945 × 2765 mm
• • Maschinengewicht: 2520 kg
• • Empfohlener Temperaturbereich: 22-26°C (72-79 °F)
• • Empfohlene relative Luftfeuchtigkeit: unter 40%

Regeln / Nutzung von Großformat-3D-Druckern

Der Betrieb eines Großformat-3D-Druckers erfordert strikte Einhaltung der Arbeitsablaufregeln, um die Genauigkeit der Teile und die Sicherheit am Arbeitsplatz zu gewährleisten.

• • Materialmanagement: Großformatdruck verbraucht erhebliches Material – lagern Sie entsprechend. Für SLA halten Sie das Harz vom Licht fern, um eine Aushärtung zu verhindern.
• • Nivellierung & Kalibrierung: Kalibrieren Sie sorgfältig die Bettnivellierung und den Nullpunkt der Z-Achse vor jedem Druck; andernfalls kann es zu einer Haftungsfehler der ersten Schicht kommen.
• • Thermomanagement: Lange Druckzeiten erfordern stabile Kammer-Temperaturen.
• • Sicherheitsvorkehrungen: Laserbasierte oder Hochtemperatursysteme müssen über schützende Gehäuse verfügen. Harze und Pulver können reizend oder entzündlich sein, daher immer in gut belüfteten Bereichen arbeiten und Schutzhandschuhe und -masken tragen.
• • Unterstützungsdesign: Große Teile benötigen oft komplexe Stützstrukturen.
• • Drucküberwachung: Kontinuierliche oder Fernüberwachung während des Drucks wird empfohlen, um Anomalien wie Verstopfungen, ungleichmäßige Pulververteilung oder Randverformungen frühzeitig zu erkennen.
• • Vorbereitung der Nachbearbeitung: Handhabung, Reinigung, Aushärtung und Pulverentfernung für große Teile sind herausfordernder. Bereiten Sie angemessene Arbeitstische und geeignete Werkzeuge vor.

Unterschied zwischen Großformat 3D Druckern und Standarddruckern

Der Unterschied zwischen einem Standard- und einem Großformat-3D-Drucker geht über die physische Grundfläche hinaus.