Ersatzteile 3D-Drucken?

[bodi_069]

Hallo Gemeinde,

wenn es um die Beschaffung bzw. Herstellung von Ersatzteilen geht, fällt mit zunehmender Häufigkeit das Schlagwort „3D Druck“.
Ich habe in letzter Zeit festgestellt, dass auch Funk und Fernsehen mit einer Selbstverständlichkeit darüber berichten, als ob es um den Ausdruck von Textdokumenten geht. Die Rede ist dort oft von einigermaßen bezahlbaren Extrusionsdruckern für ABS bzw. PLA Filament, die dann auf Knopfdruck das gewünschte Teil „ausspucken“.
Der aktuelle Thread von DYLAB und das plötzliche Vorhandensein eines solchen Druckers in meiner Testumgebung hat mich nun dazu bewegt, mal zu berichten was dahinter steckt, weil auch hier der Vorschlag gemacht wurde, ein 3D Druck Fertigungsverfahren einzusetzen.

Zunächst mal etwas über die Funktionsweise von extrusionsbasierenden 3D Druckern.

Verarbeitet wird dabei z.B. ein 1,75 mm Kunststoffdraht aus ABS oder PLA, welcher von einer Rolle abgespult durch eine beheizte Düse (ca. 200 Grad) mit z.B. 0,4 mm Durchmesser gepresst wird. Am Ausgang der Düse entsteht eine 0,4 mm „Plastikwurst“, welche durch die CNC gesteuerten Antriebe in geometrischer Form auf dem darunterliegenden Arbeitstisch abgelegt wird und dort erkaltet. Gedruckt wird immer eine Lage, danach geht es eine Etage höher usw. usw. Die einzelnen Lagen müssen miteinander verschmelzen.

Hier mal ein paar Bilder für Euch:







Drucker beim Druck:




Bis es aber soweit ist bis man drucken kann, welche Vorbereitungen notwendig sind und welche Probleme entstehen können, berichte ich demnächst.

Schönen Tag erst mal.

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PART 2

Hi,

wie schon erwähnt, ist der Druck nur die halbe Arbeit, der Drucker benötigt natürlich ein Programm, das ihn seine Positionen und Bahnen abfahren lässt.

Dazu muss zunächst einmal das Bauteil im CAD konstruiert werden. Dazu wird das Altteil vermessen und nachkonstruiert. Scannen bringt bei kleinen Bauteilen oft nicht die gewünschte Genauigkeit.

Hier als Beispiel mal das von DYNLAB gepostete Bauteil:


Bild von User DYNLAB

Nachkonstruiert in einem CAD-System:



Dieses virtuelle Bauteil wird anschließend in einem weiteren Rechenprozess in Scheiben geschnitten (slicing) und es werden die entsprechenden Befehle für den Drucker erzeugt. Daraus resultiert eine Textdatei, mit welcher dann letztendlich die Druckersoftware arbeitet.

Hier das gedruckte Teil, mit einer Layerdicke von 0,2 mm. Die Qualität hält sich in Grenzen, eine manuelle Nacharbeit sollte das Teil aber brauchbar machen.


Teilegröße ca. 15 x 25 mm

Ich hoffe, ich konnte aufzeigen, dass es nicht sooo einfach geht, Topteile in minutenschnelle "einfach zu drucken". Es gehört mehr dazu und der Einsatzbereich sowie die Qualität der Teile sind bei diesem extruderbasierenden Verfahren derzeit noch sehr beschränkt.

Bis später mal…

[friedrich86]

Schöner Beitrag!

Fehlt bei der Maschine aber nicht eine zweite Düse? Ich kenne FDM eigentlich mit Stützkonstruktionen, wofür ein spezielles Material benötigt wird um es nachher leicht rauslösen zu können.

[Dual-Tom]

Das hat mich auch schon lange Interessiert,war aber bis jetzt der

Meinung,das so ein Gerät höchstens bei der NASA oder bei Airbus

zu finden ist. . . .

[bodi_069]

Schöner Beitrag!

Fehlt bei der Maschine aber nicht eine zweite Düse? Ich kenne FDM eigentlich mit Stützkonstruktionen, wofür ein spezielles Material benötigt wird um es nachher leicht rauslösen zu können.

Hi,

es gibt viele verschiedene 3D-Druckverfahren, keine Frage.

Wo Geld keine Rolle spielt gibt es natürlich ganz andere Verfahren wie z.B. selektives Lasersintern etc. etc.

Ich zeige hier mal die günstigste Lösung, also extrusionsbasierend mit einer Extruderdüse.

Eigentlich möchte ich auch nur zeigen, was theoretisch möglich ist und was davon in der Praxis übrig bleibt, bzw. das noch ein bisschen mehr dazu gehört als die Anschaffung des Gerätes.

Das Ganze, weil davon immer "so einfach" geredet wird und wenn einer was machen soll sind alle weg...

ABER: Ist doch alles kein Problem.

[friedrich86]

Die Dinger sind mittlerweile recht günstig, kommt halt ganz auf die verwendete Fertigungstechnik an. Es gibt da etwa eine handvoll unterschiedlicher Verfahren, FDM und 3D Druck sind eher günstige Verfahren und hier gibt es schon Bausätze ab etwa 500€ und fertige Geräte im Bereich 1-2k€. Ein Kollege von mir ist momentan mit dem Selbstbau von einem 3D Drucker beschäftigt, dauert aber wohl noch. Bis auf ein paar geätzte Platinen ist da noch nichts

Möchte man selektives Lasersintern verwenden um Metallpulver zu verarbeiten bei hoher Genauigkeit und Oberflächengüte, muss man schon eine ganze Ecke mehr auf den Tisch legen.

[friedrich86]

Markus, ganz klar! Da muss einiges im Vorfeld beachtet werden und das Teil muss ja vorher auch noch konstruiert werden, je nach Verfahren mit Stützkonstruktionen versehen werden, anschließend noch das Slicing. Schon ein ganz guter Aufwand, bevor da irgendwas gezaubert wird

Ich hab mal aus Spaß mit einem Kumpel an einem Rapid Manufacturing Design Wettbewerb teilgenommen. Bis wir die Konstruktion unserer klappbaren Biertragevorrichtung fertig hatten, gingen schon ein paar Wochen drauf

[bodi_069]

...dann weißt Du ja bescheid, möchte eben hier zeigen, dass es eben nicht so einfach ist, wie es Medien und Halbwissende darstellen.

Möchtest Du hier weiter machen?

[friedrich86]

Nene, wollte dir gar nicht in die Parade grätschen

[DUALIS]

Danke für`s zeigen Bodi, das interessiert mich auch schon länger!!
Habe hier nämlich gerade wieder so ein Prob mit einer fehlenden "Blende" eines Sennheiser KH.
Weiß da vlt wer eine Adresse wo man sowas nachfertigen kann?
Was kostet sowas?

Danke schonmal

[nick_riviera]

hallo,

ich beschäftige mich seit einiger Zeit immer mal zwischendurch mit dem Thema. Das Bild, das die Medien da momentan zeichnen, hat ziemliche Ähnlichkeit mit dem, was uns damals zu Beginn der Homecomputer-Ära Anfang der achtziger um die Ohren gehauen wurde. Eine der ersten attraktiven Homecomputer-Anwendungen war Nachbilden von kleinen CNC-Maschinen für den Hobbybedarf, und auch da wurde es im Fernsehen immer so dargestellt, als ob man nur noch einen Knopf drücken muss, und ein fertiges Teil kommt aus der Maschine.

Beim 3D-Druck wird meiner Meinung nach das Pferd medial von hinten aufgezäumt. Um wirklich schöne Bauteile drucken zu können, braucht es Drucker, die für den Hobbybastler noch viel zu teuer sind. Es gibt aber Dienstleister, die solche Geräte haben, und bei denen man ähnlich wie in einem Copyshop zu wirklich erträglichen Preisen die Datei drucken lassen kann. Ein Drucker ist also zuhause nicht wirklich notwendig.

Viel wichtiger für zuhause ist das dreidimensionale Erfassen und das Konstruieren. Zum dreidimensionalen Erfassen gibt es mittlerweile Lösungen, die mit einer 3D-Kamera aus dem Videospielumfeld zurechtkommen ( z.B. der Microsoft Kinect für unter 100 Euro ). Zum dreidimensionalen Konstruieren ist die anspruchsvollste Gratislösung das Programm Blender, an Bezahllösungen ist das Programm TurboCad zu empfehlen, von dem bei Pearl die Vorgängerversionen immer zum Discountpreis verkauft werden.

Für diejenigen, die sich den ganzen Stress nicht machen wollen, kann es evtl. interessant sein, sich mal direkt mit einem Dienstleister in Verbindung zu setzen. Bei Teilen, die sich ein paar hundert mal verkaufen lassen ( z.B. Zahnräder in Casettenlaufwerken o.ä. ), erledigt der Dienstleister die Konstruktion vielleicht sogar selber.

Gruß Frank

[bodi_069]

Weiter geht es in Part 2 in meinem ersten Post.

[oldAkai]

Beim blauen C ist das Gerät demnächst verfügbar http://www.conrad.biz/ce/de/product/4096...D_Printing
Nur damit man mal eine Preisvorstellung hat.
Markus,Danke für die Erläuterungen

[bodi_069]

Super Reinhard, habe ich noch gar nicht gesehen.

Damit kann dann jeder der es wirklich wissen will, ausprobieren was nicht geht...

[oldAkai]

Ja, wenn er denn ein 3D Programm bedienen kann und genug Reserveschlauch hat

[Lippi]

Also, sehr interessant klingt das alles schon.
Ich kenne das, als vor paar Jahren einer nicht mehr beschaffbare Gehäuse für alte Computer usw. (Commodore Amiga, usw.) machen wollte oder auch gemacht hat.
Damals war die maximale Grösse und die Haltbarkeit ein Problem.

[Harry Hirsch]

Bei so großen Teilen ist auch das Verbrauchsmaterial ein Faktor. Außerdem ist die Oberfläche eben nicht glatt und es muss nachgearbeitet werden.

[oldAkai]

Bei dem verlinktem Drucker ist die max. Kantenlänge auch nur 200mm.

[Lippi]

Naja, 20cm ist ja schon nicht schlecht
Man müsste das mal in Natura sehen, wie das dann ausschaut

[Das.Froeschle]

... Und dazu noch wissen, wie lange der am verlinkten 3D-Würfel ( Video Conrad ) so rumwerkelt.
Die Geräuschkulisse dabei möcht ich garnicht wissen

[oldAkai]

Auf dem Gewerbehof, wo meine Firma ansässig ist, rennt ein Student für Material.... rum der sucht noch Sponsoren für so ein Teil. Das programmieren beherrscht er wohl. Da ich zur Zeit nicht flüssig bin, hat er es auf das kommende Frühjahr verschoben.
Ich würde es auch gern Live erleben

[Tom]

Danke für diesen Fred Markus
In einem TV-Bericht wurde gesagt, dass man daran forscht, ganze Gebäude zu 3-D-printen

[nick_riviera]

Beim blauen C ist das Gerät demnächst verfügbar http://www.conrad.biz/ce/de/product/4096...D_Printing
Nur damit man mal eine Preisvorstellung hat.
Markus,Danke für die Erläuterungen

ohne mich jetzt unbeliebt machen zu wollen, aber bevor den jemand kauft, sollte er sich vergegenwärtigen, dass die technischen Daten ziemlich unbrauchbar klingen, und dass der Drucker im Vergleich zu anderen Selbstbaugeräten nicht günstig, für das Gebotene sogar zu teuer ist.

Wenn sich jemand wirklich so ein Spielzeug ( was anderes sind die Dinger nicht ) bauen will, sollte er mal nach dem RepRap oder dem ersten Makerbot googlen.

Eine interessante Anlaufstelle, wenn man die Dinger mal unverbindlich in Aktion erleben will, sind die sogenannten FabLabs oder Hackerspaces, die es mittlerweile in jeder grösseren Stadt gibt - auch hier kann man Google befragen.

Ein interessanter Rundumschlag zum Thema sind die Bücher von Petra Fastermann, die selber den Druckdienstleister fasterpoly betreibt. Der Heise-Verlag ist sehr aktiv in diesem Thema, und bringt seit knapp zwei Jahren unter dem Label der Computerzeitschrift c't die Zeitschrift Hardware Hacks heraus. Am 3.8. findet in Hannover die Maker Fair statt, wo sicher eine Menge in Richtung 3D Druck zu sehen sein wird.

Das dümmste, was man tun kann, ist, sich einen 3D-Drucker-Bausatz zu kaufen, ohne vorher genau zu definieren, was man tun will. Ich habe mich entschlossen, meine Sachen erstmal bei Dienstleistern drucken zu lassen, und mich darauf zu konzentrieren, das Erstellen der virtuellen Modelle zu lernen.

Gruss Frank

[nick_riviera]

Weiter geht es in Part 2 in meinem ersten Post.

ick gloob, da hast Du mich irgendwie falsch verstanden.

worauf ich hinaus wollte: Die 3D-Druck-Technik kann heute fast alles, und jeder kann über einen Dienstleister darauf zugreifen, wie wir es früher im Copyshop gemacht haben, als es noch nicht normal war, in jeder Hütte einen Farb-Drucker/Scanner/Kopierer stehen zu haben.

Weiterhin wollte ich darauf hinaus, dass das virtuelle Modell immer gleich gescannt und/oder konstruiert werden muss, ob am Ende ein Profidrucker ein brauchbares Teil daraus fertigt, oder ob in Stunden ein stufiger unpräziser Plastikklumpen entsteht.

Ergo wollte ich darauf hinaus, dass es durchaus möglich ist, in 3D-Drucktechnik professionelle Ersatzteile anzufertigen, man darf nur nicht den Fehler machen, seine mühevoll konstruierten Modelle mit so einem Spielzeug auszudrucken, vor allem deshalb nicht, weil es bezahlbare Alternativen gibt.

Ich hoffe, Du hast mich jetzt verstanden

Gruss Frank

[bodi_069]

Weiter geht es in Part 2 in meinem ersten Post.

ick gloob, da hast Du mich irgendwie falsch verstanden...

Hi Frank,

ich habe Dich gar nicht angesprochen, sondern lediglich den Part 2 gepostet. Insgesamt sollte eigentlich genau das hervorgehen, was Du auch schreibst. Alles ist gut.

[Stereo-Tüp]

Viel wichtiger für zuhause ist das dreidimensionale Erfassen und das Konstruieren. Zum dreidimensionalen Erfassen gibt es mittlerweile Lösungen, die mit einer 3D-Kamera aus dem Videospielumfeld zurechtkommen ( z.B. der Microsoft Kinect für unter 100 Euro ). Zum dreidimensionalen Konstruieren ist die anspruchsvollste Gratislösung das Programm Blender, an Bezahllösungen ist das Programm TurboCad zu empfehlen, von dem bei Pearl die Vorgängerversionen immer zum Discountpreis verkauft werden.

Die Erfassung ist das, was am meisten Unterschätzt wird. Um wirklich auf 1000stel Millimeter genau zu erfassen UND das Ergebnis mundgerecht für die weitere Verarbeitung im Computer vorliegen zu haben, braucht man eigentlich eine sogenannte Totalstation, die eine Punktwolke erzeugen kann.
Und auch da versteckt sich der Teufel im Detail, denn um von zerklüfteten Objekten die Details aufzunehmen muss man die Totalstation umsetzen und die Basispunkte im doppelten Rückmessverfahren eindeutig bestimmen - drehen des Objektes ist zu Ungenau! BTST.

Auch kriegt man als Laie die Umsetzung "Punktwolke -> CAD -> CAM-Datei (die Datei, die dem 3-D-Drucker die Befehle erteilt)" nicht wirklich hin, dazu muss man sich schon eingehender mit der Materie beschäftigen.
Oder wie ich Lehrgeld bezahlen in Form einer ruinierten CNC-Fräse...

Bei einfachen Objekten ist daher zielführender, die genau zu vermessen und dann direkt im CAD zu modellieren.