3D Druck im Prototyping und in der Fertigung

High Tech Energiemesstechnik
High Tech Energiemesstechnik

Um den Entwicklungsprozess eines Produkts bestmöglich zu unterstützen und zu beschleunigen, ist es sinnvoll, bereits in den frühen Entwicklungsphasen Prototypen und Muster zu erstellen. Nantis nutzt hierfür verschiedene Rapid-Prototyping-Technologien und Fertigungsmöglichkeiten im Bereich der Elektronik, Mechanik und Softwaretechnik.

In unserer firmeneigenen Fertigung und Entwicklung können wir sehr schnell Elektronikprototypen herstellen, zugehörige Gehäuse mit dem 3D-Drucker drucken oder fräsen. Wir erstellen eine erste Beispiel-Applikation für Smartphones oder für den PC. Oft ergeben sich die nächsten Schritte nach einem ersten "Anfassen" von selbst, weitere Stakeholder lassen sich deutlich einfacher gewinnen.

3D-Druck

Insbesondere der 3D-Druck ist dabei ein vielseitiges und unerlässliches Werkzeug für die Entwicklung von Produkten. Es ist nicht nur möglich mechanische Objekte binnen kürzester Zeit von der digitalen in die reale Welt zu holen. Die Materialeigenschaften wie Haltbarkeit oder Festigkeit und die Maßhaltigkeit der gedruckten Objekte ist so hoch, dass diese nicht nur als Fertigungshilfsmittel, sondern sogar als Serienteile Anwendung finden können.

Dies haben wir an anschaulich an einer Wandleuchte demonstriert, deren gesamter Leuchtenkörper von uns speziell für die Herstellung im 3D-Druckprozess designt und optimiert wurde. Natürlich kommt auch die modular gestaltete LED-Technik aus unserem Haus, sodass diese zusammen mit den restlichen Teilen der Leuchte die Möglichkeiten von Rapid Prototyping Verfahren im Entwicklungsprozess veranschaulicht.

3D Druck Prusa XL
3D Druck Prusa XL

Unser neuester 3D-Drucker – der Prusa XL

Mit fünf separaten Druckköpfen eröffnet der Prusa XL im 3D-Schmelzdruck (FDM) neue Möglichkeiten. Der Prusa ist solide verarbeitet und technisch auf dem neusten Stand. Der Clou: Er besteht teilweise selbst 3D gedruckten Teilen. Ein großes Druckbett und eine hervorragende Druckqualität zeichnen den XL aus und lassen ihn zu industriellen Druckern aufschließen.

Dank seines Gehäuses ist er auch in der Lage Hochtemperaturmaterialien drucken zu können und störende Seiteneffekte wie das thermische Verziehen („Warping“) stark zu reduzieren, um so auch bei schwer zu druckenden Materialien eine hohe Druckqualität sicherzustellen.

Die 5 Extruder erlauben uns Mehrfarbdrucke effizient umzusetzen, um optisch noch ansprechendere Prototypen zu erstellen. Aber auch das Verwenden verschiedener Materialien am selben Druckobjekt z.B. in Form von wasserlöslichen Stützstrukturen oder elastischen Dichtungen sind so problemlos in einem Herstellungsprozess möglich.

High Tech Energiemesstechnik
High Tech Energiemesstechnik

Grundsätzlich kann für fast jeden Anwendungsfall das passende Material verarbeitet werden und auch komplexe Drucke großer Objekte (36x36x36cm³) über viele Stunden ist zuverlässig möglich.

Durch die hohe Geschwindigkeit und das große Druckvolumen können in Zusammenspiel mit unseren anderen 3D-Druckern von Prusa auch höhere Stückzahlen eines Bauteils in kurzer Zeit hergestellt werden, sodass die gedruckten Teile auch in einer kommerziellen Kleinserie zum Einsatz kommen können. Dies wurde auch dadurch möglich, dass es inzwischen zertifizierte Druckmaterialien der Brandschutzklasse „V0“ gibt, die daher auch in Serienprodukten mit entsprechenden Anforderungen an den Brandschutz eingesetzt werden können.

Erfahren Sie mehr über Prototyping

Mit folgenden Druckmaterialien arbeiten wir:

  • P PLA (Kommt bei uns am häufigsten zum Einsatz. Es besteht aus Maisstärke/Polymilchsäure)
    Eigenschaften: robust, leicht zu drucken, spröde, nicht UV beständig, nicht Temperaturstabil.
    Einsatz: große und kleine Teile mit vielen Details.
  • PETG (Setzen wir sehr häufig ein)
    Eigenschaften: leicht zu drucken, Hitze- und witterungsbeständig, schlagzäh, lebensmittelechte Varianten verfügbar, weniger spröde als PLA, gute Transparenz, kaum Vergilben, für den Außenbereich geeignet.
    Einsatz: mechanische Teile, Halterungen, Klemmen Teile für den Außeneinsatz.
  • ASA (Kommt nur bei Teilen mit starker mechanischer Beanspruchung zum Einsatz)
    Eigenschaften: sehr gute mechanische Eigenschaften (fest, steif, zäh), UV-beständig (anders als ABS), beständig gegen viele Öle und Chemikalien, schwieriger zu drucken, temperaturstabil, witterungsbeständig.
    Einsatz: Hochtemperaturbeständige Teile, Außeneinsatz, Teile mit hohen mechanischen Anforderungen.
  • TPU (Kommt selten zum Einsatz z.B. für flexible Hüllen oder Dichtungen)
    Eigenschaften: thermoplastischer Elastomer, bleibt nach dem Druck elastisch, kann als dämpfendes Material oder als Dichteinsatz dienen, UV-beständig, isolierend, dämmend, beständig gegen viele Chemikalien.
    Einsatz: Technische Funktionsteile.

Die additiv gefertigte Wandleuchte HE32-WALL: Die perfekte Symbiose aus Stil und Funktionalität.

Am Beispiel der von uns entwickelten Wandleuchte HE32-WALL möchten wir Ihnen hier die Vorteile und Möglichkeiten des Prototypings und der Fertigung mittels 3D-Druck vorstellen.

3D Druck Leuchte
3D Druck Leuchte

Modern, extrem leicht und flach: Der gesamte Leuchtenkörper kann in einem einzigen Prozess vollständig 3D gedruckt werden. Es sind keinerlei Nacharbeiten nach dem Drucken erforderlich. Durch die Strukturierung im Inneren des Leuchtenkörpers kann 90 % Materialeinsparung erfolgen, ohne dass die Stabilität des Leuchtenkörpers negativ beeinflusst wird.

Die durchscheinenden Füllstrukturen im Inneren erzeugen eine futuristische Optik und sorgen für eine als sehr angenehm empfundene Streuung des Lichtes. Vergleichbare Strukturierungen im Inneren eines Objektes sind in klassischen Fertigungsprozessen wie dem Spritzguss aufgrund von Einschränkungen durch die nötige Entformung technisch gar nicht realisierbar. Hier eröffnet der 3D-Druck also ganz neue Möglichkeiten für Produkte.

rautenförmige Lamellen in der Leuchte HE32-Wall
rautenförmige Lamellen in der Leuchte HE32-Wall

Individuelle Füllstruktur

Die Leuchte verfügt über eine fein strukturierte und individualisierbare Füllstruktur im Inneren des Leuchtenkörpers. In unserem Model sind die inneren "Lamellen" rautenförmig angeordnet, doch auch andere Formen wären möglich wie z. B. Linien, Wellen- oder Kreismuster in jeder Achse.

Leuchte mit Halo Effekt
Leuchte mit Halo Effekt

Lichttechnische Features

Durch ihre speziell designte Abstrahlcharakteristik sorgt die HE32-WALL zu einer angenehm diffusen Raumausleuchtung. Ein indirekter Lichtanteil in Kombination mit einem sanften Lichtkegel unterhalb der Leuchte.

Um die nötige Entblendung für eine Wandleuchte zu erreichen, die auf Augenhöhe montiert werden kann wurde ein spezieller Hinterschnitt an den LED-Ausbrüchen vorgesehen, sodass der blendende Lichtkegel Richtung Nutze gedämpft und gestreut wird. Der Lichtwurf Richtung Boden bleibt unverändert, sodass kein Helligkeitsverlust entsteht.

Leuchte mit Halo Effekt
Leuchte mit Halo Effekt

 

Auch der angesprochene Hinterschnitt wird direkt mit dem Leuchtenkörper zusammen in einem Prozess gedruckt. Insbesondere Hinterschnitte dieser Größe und Zahl sind im klassischen Spritzgussverfahren nur mit großem Aufwand realisierbar.

Hinter der Leuchte befindet sich ein lichtdurchlässiger Baldachin, – so ergibt sich der charakteristische „Halo“-Effekt (Heiligenschein-Effekt oder Überstrahlungseffekt).
Am Beispiel der Leuchte lassen sich auch die Transparenzeigenschaften der Materialsysteme gezielt nutzen. So können auch Muster und Effekte erzielt werden, indem andere Farbtöne oder nicht transparente Materialien kombiniert werden. Auch dies ist mit klassischen Fertigungsverfahren nur in beschränktem Umfang und unter hohen Kosten möglich.

Sie haben Visionen? Wir auch.

Wir freuen uns auf einen Austausch mit Ihnen.

Design nach dem Vorbild der Natur

Design nach dem Vorbild der Natur

Die produktionsspezifischen Strukturen im 3D Druck führen durch die Hohlräume nicht nur zu einem geringen Gewicht (215 g), sie erzeugen zudem ein organisches und futuristisch anmutendes Erscheinungsbild sowie Stabilität – ganz nach dem Vorbild der Natur.

Die HE32-WALL setzt voll und ganz auf Nachhaltigkeit

Die Leuchte besteht aus einem biologisch abbaubaren Kunststoff

Übertroffen wird dies nur noch durch die kompostierbare „goGreen“- Variante, in der die gesamte Leuchte aus dem biologisch abbaubaren PLA Kunststoff Schicht für Schicht, hergestellt wird. Durch die hohe Energieeffizienz der eingesetzten LED-Technik kann der ökologische Fußabdruck weiter verkleinert werden.

Produkteigenschaften

Leicht

Der schichtenweise Aufbau im 3D Druck ermöglicht Hohlräume, die für ein extrem niedriges Gewicht führen und individuelle Gestaltungsmöglichkeiten bietet.

Sparsam

Durch die additive Fertigung (Mehr über 3D-Druck) können fast 90 % der Kunststoffe im Vergleich zu herkömmlichen Fertigungsverfahren eingespart werden. Dadurch wird die Leuchte leichter und optische Eigenschaften werden durch Mikrostrukturierung beeinflusst. Der Materialeinsatz ist extrem gering und sparsam.

Entblendet

Unsere Leuchte besitzt eine speziell designte Entblendung, die trotz einer parallelen Abstrahlung eine Montage auf Augenhöhe erlaubt.
Ergo: Sie blendet nicht und dennoch entfaltet sie ihre volle Lichtleistung.

Flach

Die Leuchte hat eine extrem flache Höhe von nur 32 mm.

stilvoll

Die zeitlose Lichtquelle fügt sich unaufdringlich in jeden Raum ein und verleiht im privaten sowie gewerblichen Raum eine subtile Eleganz. Ermöglicht wird dies nur durch Einsatz des 3D-Drucks in Entwicklung und Fertigung.

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