3D-Drucktechnologien von Stratasys

Stratasys – der innovative Weltmarktführer

Das börsennotierte Unternehmen Stratasys (NASDAQ – SSYS) beschäftigt mittlerweile mehr als 3000 Mitarbeiter weltweit und verbuchte 2014 einen Jahresumsatz von 750 Millionen Euro. Stratasys hält mehr als 800 angemeldete oder bewilligte Patente inne und erhielt bereits mehr als 25 Auszeichnungen für ihre Technologien. Zum Portfolio der Stratasys Ltd. (im Jahr 2013 hervorgegangen aus der Fusion zwischen Stratasys Inc. und Objet Ltd.) gehören u.a. industrielle 3D-Drucker und additive Fertigungssysteme mit zwei der fortschrittlichsten 3D-Drucktechnologien, der FDM®- und der PolyJet™-Technologie.

 

 

 

 

Die Innovationen des 3D-Drucks kommen einer industriellen Revolution gleich. Ein maßgeblicher Wegbereiter dieser Revolution ist Stratasys, mit dem Ziel, Entwicklern die schnelle und perfekte Umsetzung ihrer Ideen zu ermöglichen. Die additive Fertigung eröffnet Herstellern völlig neue Produktionswege mit erheblich reduzierten Kosten. Die Arbeitsweisen von individuellen Nutzern, Teams, Abteilungen und Unternehmen werden durch 3D-Drucker und 3D-Produktionssysteme revolutioniert.

Kein Mitbewerber hat mit Hilfe seiner Vertriebspartner weltweit mehr 3D-Drucker sowie Rapid Prototyping- und Rapid Manufacturing-Anlagen installiert als Stratasys.

Wir kennen Stratasys aus ihren Anfangszeiten und schätzen deren stetige Innovationskraft sehr. Stratasys zeigt neue Möglichkeiten in der Entwicklung, Konstruktion und Produktion auf und eröffnet innovative Wege für neue Produkte. Die Anwendungsbandbreite von 3D-Druckern und 3D-Produktionssystemen reicht heute von der Konzeptmodell- und Prototypenherstellung zur Prüfung von Form-, Passgenauigkeit und Funktionalität  bis hin zur Fertigung von Vorrichtungen, Werkzeugen, Rapid Tooling Formen sowie  „Real Parts“, also Kleinserien und Endprodukten. Befreit von den Zwängen der traditionellen Herstellungsverfahren, ermöglicht 3D-Druck auch die Fertigung von Bauteilen, die bisher als zu komplex oder kostspielig betrachtet wurden, um wirtschaftlich hergestellt zu werden.

Stratasys

3D-Drucktechnologien von Stratasys

Stratasys – der innovative Weltmarktführer für additive Fertigung und 3D-Druck

Das börsennotierte Unternehmen Stratasys (NASDAQ – SSYS) beschäftigt mittlerweile mehr als 2500 Mitarbeiter weltweit und verbuchte 2016 einen Jahresumsatz von 670 Millionen Euro. Stratasys hält mehr als 800 angemeldete oder bewilligte Patente inne und erhielt bereits mehr als 25 Auszeichnungen für ihre Technologien. Zum Portfolio der Stratasys Ltd. (im Jahr 2013 hervorgegangen aus der Fusion zwischen Stratasys Inc. und Objet Ltd.) gehören u.a. industrielle 3D-Drucker und additive Fertigungssysteme mit zwei der fortschrittlichsten 3D-Drucktechnologien, der FDM®- und der PolyJet™-Technologie.

 

 

 

 

 

Die Innovationen des 3D-Drucks kommen einer industriellen Revolution gleich. Ein maßgeblicher Wegbereiter dieser Revolution ist Stratasys, mit dem Ziel, Entwicklern die schnelle und perfekte Umsetzung ihrer Ideen zu ermöglichen. Die additive Fertigung eröffnet Herstellern völlig neue Produktionswege mit erheblich reduzierten Kosten. Die Arbeitsweisen von individuellen Nutzern, Teams, Abteilungen und Unternehmen werden durch 3D-Drucker und 3D-Produktionssysteme revolutioniert.

Kein Mitbewerber hat mit Hilfe seiner Vertriebspartner weltweit mehr 3D-Drucker, Rapid-Prototyping-Anlagen und Rapid-Manufacturing-Systeme installiert als Stratasys.

Wir kennen Stratasys aus ihren Anfangszeiten und schätzen deren stetige Innovationskraft sehr. Stratasys zeigt neue Möglichkeiten in der Entwicklung, Konstruktion und Produktion auf und eröffnet innovative Wege für neue Produkte. Die Anwendungsbandbreite von 3D-Druckern und 3D-Produktionssystemen reicht heute von der Konzeptmodell- und Prototypenherstellung zur Prüfung von Form-, Passgenauigkeit und Funktionalität  bis hin zur Fertigung von Vorrichtungen, Werkzeugen, Rapid Tooling Formen sowie von „Real Parts“, also Kleinserien und Endprodukten. Befreit von den Zwängen der traditionellen Herstellungsverfahren, ermöglicht 3D-Druck auch die Fertigung von Bauteilen, die bisher als zu komplex oder kostspielig betrachtet wurden, um wirtschaftlich hergestellt zu werden.

FDM®-Technologie

3D-Drucktechnologien von Stratasys

Die FDM®-Technologie

Die patentierte FDM® 3D-Drucktechnologie (Fused Deposition Modeling; deutsch: Schmelzschichtung) wurde vor mehr als 25 Jahren von Scott Crump, dem Mitbegründer von Stratasys, erfunden und seitdem stetig weiterentwickelt.

Es handelt sich um eine additive Verfahrenstechnik, mit der sich äußerst belastbare und langlebige Bauteile und Baugruppen aus Kunststoff mit einer Genauigkeit von bis zu 0,1 mm, geringen Wandstärken und komplexen Geometrien schnell und einfach erstellen lassen. Je nach Anforderung stehen hochwertige, thermoplastische Kunststoffe wie ABS, ASA, PC, PC-ABS, ULTEM™, PA6 oder PA12 mit den unterschiedlichsten visuellen, chemischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften zur Auswahl. So können für besondere Einsatzbedingungen der Bauteile auch hitzebeständige (bis 210°C), karbonfaserverstärkte, biokompatible, lebensmittelechte, chemisch beständige, durchscheinende, leitfähige, luft- und wasserdichte, UV-beständige oder auch schwer entflammbare Kunststoffe verarbeitet werden.

Mit über 40% Marktanteil ist das FDM®-Verfahren die sich am häufigsten im Einsatz befindliche additive Fertigungstechnologie weltweit, was sicherlich auch der Tatsache geschuldet ist, dass FDM® 3D-Drucker anerkanntermaßen bestens dazu geeignet sind, sie jedermann unkompliziert zugänglich zu machen. Aufgrund des sauberen Prozesses eignen sich FDM®-Anlagen zudem bestens für den Einsatz in büronaher Umgebung.

DER FDM®-PROZESS

Zu Beginn des Druckprozesses werden die im STL-Dateiformat gespeicherten 3D-Daten mit der zum 3D-Drucker gehörenden Software aufbereitet. Hierbei wird das zu erstellende Objekt in der für den Bauprozess optimalen Lage im Bauraum positioniert und von der Software in mathematisch berechnete Schichten zerlegt (Slicing). Danach werden die Werkzeugbahnen und Verfahrwege automatissch generiert.

Erforderliche Stützkonstruktionen für das Erstellen von Überhängen und komplexen Geometrien werden, soweit erforderlich, automatisch berechnet.

Die aufbereiteten, geschnittenen Daten werden dann anschließend mit allen nötigen Parametern an den FDM® 3D-Drucker übertragen. Beim FDM®-basierten 3D-Druck wird das drahtförmige Rohmaterial, welches auf einer Materialspule aufgewickelt ist, durch Leitungen in einen in X- und Y- beweglichen Maschinenkopf gezogen. Hier wird das Material aufgeschmolzen, durch eine feine Düse extrudiert und als halbflüssiger Kunststoffstrang schichtweise unter hohem Druck auf einer Bauplattform wieder abgesetzt. Hierbei sind, je nach 3D-Druckertyp, Schichtstärken zwischen 0,127 und 0,330 mm möglich.

Das Stützmaterial, sofern benötigt, wird durch eine zweite Düse am Maschinenkopf schichtweise mit aufgebaut. Nach jeder fertiggestellten Schicht fährt die Bauplattform auf der Z-Achse um eine Schichtstärke nach unten und die nächste Schicht wird auf die vorhergehende aufgetragen. Ein temperierter Bauraum verhindert das sofortige vollständige Aushärten des Materials nach dem Austreten und ermöglicht somit eine thermische Verschmelzung der Schichten miteinander. Dies erhöht den Schichtzusammenhalt erheblich. Letztendlich entsteht Schicht um Schicht ein festes, völlig ausgehärtetes Modell. Das Stützmaterial geht keine feste Verbindung mit dem Modellmaterial ein und lässt sich schnell und einfach entweder automatisch in einem Auswaschtank oder mechanisch wieder entfernen.

 

 

 

 

 

PolyJet™-Technologie

3D-Drucktechnologien von Stratasys

DIE POLYJET™-TECHNOLOGIE

Die patentierte PolyJet™ 3D-Drucktechnologie des Marktführers Stratasys (ehemals Objet Geometries Ltd.) ist eine sehr leistungsstarke additive Verfahrenstechnik, mit der sich äußerst präzise und detailgetreue Modelle mit einer Genauigkeit von bis zu 0,1 mm, erstaunlich glatten Oberflächen, geringen Wandstärken und komplexen Geometrien einfach und zuverlässig herstellen lassen. Je nach Druckertyp stehen verschiedenste photopolymere Kunststoffe (Acrylharze) von fest bis gummiartig, transparent oder blickdicht, Polypropylen-simulierend, ABS-simulierend, zahnmedizinisch sowie biokompatibel zur Auswahl, welche eine akkurate und äußerst realitätsnahe Darstellung des späteren Endprodukts ermöglichen.

Der PolyJet™-Prozess 

Beim PolyJet™-basierten 3D-Druck werden aus bis zu acht Druckköpfen mit mehreren linear angeordneten Düsen besonders feine flüssige Photopolymer-Acrylharz-Tröpfchen in ultradünnen Schichten von bis zu 0,016 mm auf eine Bauplattform gejettet (vgl. 2D-Tintenstrahldrucker). Durch die geringe Größe der Tröpfchen können auch sehr feine Details dargestellt werden. Die Druckköpfe bewegen sich entlang der X- und Y-Achse und tragen das Modellmaterial sowie das Stützmaterial mit einer Auflösung von 600 x 600 dpi auf die Bauplattform auf. In der Z-Achse beträgt die Auflösung je nach PolyJet™-System und Druckmodus 900 bzw. 1600 dpi. Jede Schicht wird durch an den Druckköpfen angebrachte UV-Lampen vollständig ausgehärtet. 

Die ObjetStudio™-Software verwaltet diesen Vorgang und berechnet selbstständig die für das Erstellen von Überhängen und komplexen Geometrien erforderlichen Stützkonstruktionen. Nach jeder fertiggestellten Schicht fährt die Bauplattform auf der Z-Achse um eine Schichtstärke nach unten und die nächste Schicht wird direkt auf die vorhergehende aufgespritzt. So entstehen vollständig ausgehärtete Modelle, die sich sofort nach Fertigstellung verwenden lassen.

Das nicht toxische Stützmaterial geht keine Verbindung mit dem Modellmaterial ein und lässt sich somit bei Verwendung von gelartigem Stützmaterial SUP705 schnell und einfach mit einem Wasserstrahlgerät manuell bzw. bei Verwendung der auswaschbaren Stützmaterialien SUP706 und SUP707 in einer Auswaschstation automatisch entfernen.

Die PolyJet-3D-Drucksysteme der Connex3 Familie verfügen zusätzlich über die einzigartige PolyJet-Multimaterial-Technologie, welche als einziges 3D-Druck-Verfahren weltweit ein gleichzeitiges Verarbeiten, Kombinieren und Mischen von bis zu drei unterschiedlichen Grundmaterialien ermöglicht.

Die hierbei erzeugten, voreingestellten Verbundstoffe nennt man Digitale Materialien. Sie weisen, je nach Bedarf, optimierte farbgebende und / oder mechanische Eigenschaften auf.

Zusätzlich lassen sich auch mehrkomponentige Modelle mit gummiartigen, festen und transparenten Bestandteilen in einem Druck erzeugen. Die Polyet-Multimaterial-Technologie eröffnet nahezu unbegrenzte Möglichkeiten, die optischen, haptischen und funktionellen Eigenschaften der Endprodukte möglichst genau nachzubilden.

Durch Mischen von bis zu 6 unterschiedlichen Grundmaterialien, lässt sich mit dem PolyJet-Flaggschiff, dem Stratasys J750, sogar der gesamte CMYKW-Farbraum mit mehr als 360.000 Farben abdecken. Die ermöglicht die Herstelllung realistischer Farbmodelle direkt aus dem 3D-Drucker ohne nachträgliches Lackieren. Gesamthaft stehen dem PolyJet-Verfahren je nach Anforderung mehr als 20 unterschiedliche Grundmaterialien und mehrere Tausend Digitale Verbundmaterialien und Farbmischtöne mit spezifischen Werten in Zugfestigkeit, Bruchdehnung, Temperaturformbeständigkeit und Shore-A Flexibilität zur Verfügung.

 

 

 

 

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Gegenüberstellung

3D-Drucktechnologien von Stratasys

FDM®- VS. POLYJET™-TECHNOLOGIE

Die 3D-Drucktechnologien des Markführers Stratasys sind zwei der fortschrittlichsten und effizientesten Technologien im Bereich der additiven Fertigung bzw. des 3D-Drucks.

Ihre Bandbreite reicht von kleinen, kostengünstigen Desktop 3D-Druckern bis hin zu großen Industrieanlagen und  ermöglicht somit die Herstellung von präzisen, detailgetreuen Prototypen sowie von robusten und langlebigen Endprodukten.

Auch wenn sich die Anwendungsbereiche und Vorzüge in einigen Punkten überschneiden, unterscheiden sich diese beiden Technologieplattformen grundlegend und zeichnen sich durch jeweils einzigartige Vorteile aus.

Bei der Auswahl der richtigen Technologie für Ihren Anwendungsbereich, ist es wichtig diese Unterschiede zu kennen. Sprechen Sie uns an und profitieren Sie von unserer Jahrelangen Erfahrung.
Wir beraten Sie gerne.

Kontakt

ANFORDERUNGEN UND MERKMALE

POLYJET™ 3D-DRUCK

FDM® 3D-DRUCK

DRUCKGESCHWINDIGKEITi i ii i j
DRUCKVORBEREITUNGi i ki i i
NACHBEARBEITUNGi i ii i i
BENUTZERFREUNDLICHE BEDIENUNGi i ji i i

EIGENSCHAFTEN

OBERFLÄCHENBESCHAFFENHEITi i ii i k
DETAILGENAUIGKEITi i ii i j
GENAUIGKEITi i ji i i
MAX. BAUTEILGRÖßEi i ii i i

VERFÜGBARE MATERIALIEN

FESTi i ii i i
GUMMIARTIGi i ik k k
WIDERSTANDSFÄHIGi j ki i i
TRANSPARENTi i ii k k
BELASTBARi j ki i i
BIOKOMPATIBEL / STERILISIERBARi i ii i i
HITZEBESTÄNDIGi j ki i i
LANGZEITBESTÄNDIG i j k i i i
LEBENSMITTELECHT GEM. NSF51k k ki i i
STATISCH ABLEITFÄHIGk k ki i i
FLAMMHEMMEND, FST-ZERTIFIZIERTk k ki i i

ANWENDUNGSGEBIETE

2K-BAUTEILE i i i k k k
BUNTE BAUTEILEi i i k k k
PROTOTYPINGi i i i i i
PRODUKTIONSTEILEi k ki i i
WERKZEUGBAUi i i i i i
JIGS & FIXTURESi i i i i i

Beispielgalerie

FDM®-Technologie

PolyJet™-Technologie

3D-Druck für komplexe Formen

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