Ich kann an dieser Stelle Saschas Ausführungen nur unterstreichen. Die hier genannten "Drucker" die mit Rollenmaterial arbeiten, mögen gut geeignet sein für den Hobbykeller oder das Jugendzimmer, das war es dann aber auch. Unsere Anforderungen liegen wesentlich höher. Ich arbeite mit Prototypingverfahren seit über 10 Jahren und habe von daher etwas Erfahrung sammeln können.
Zunächst muss man wissen, um welche Verfahren es sich handelt: Nicht in Frage kommen: Pulverdrucker und solche, die Rollenmaterial verarbeiten. Auch Folienverarbeitende Systeme sind in unserem Bereich nicht zu verwenden. In Frage kommen: Wachsplotter, STL-basierte Drucker, sowie Fräsmaschinen. Die STL Systeme gliedern sich in drei Bereiche: Projektoren, die mit Beamerlampen arbeiten (etwa von der Fa. Envisiontec), solche die mit UV-Dioden arbeiten (z.B. "ASIGA"), sowie Lasersysteme. Von den Ergebnissen sind alle drei etwa vergleichbar. Die Projektoren arbeiten jedoch schneller als die Lasersysteme. Sie projezieren immer eine komplette Lage, eine "Scheibe" der gesamten Projektionsfläche auf die vorhergehende, und so fort, bis die Datenvorlage abgearbeitet ist. Das Verfahren ähnelt einem Buch, bei welchem eine Seite nach der anderen hinzugefügt wird. Wie viele Einzelmodelle sich auf der Baufläche befinden, ist egal. Ein Teil dauert genau so lange, wie eine komplett gefüllte Baufläche. Durch die sich gesteuert verändernde Geometrie der einzelnen "Blätter" und deren Anzahl, entstehen die Modelle.
Die laserbetriebenen Geräte, z.B. von 3D-Systems "VIPER", oder auch das genannte "Form 1"-Gerät, sind ebenfalls STL- Geräte, welche die Produkte aus einer Flüssigkeit herstellen. Dabei wird ein Laserstrahl in die Flüssigkeit geführt underzeugt im Fokus die zur Polymerisation erforderliche Energiedichte. Die einzelnen Lagen der Modelle werden zeilenweise abgearbeitet. Da die Energie nur an dem momentanen Arbeitspunkt wirksam wird, können mit diesen Systemen größere Modelle als mit Projektoren erzeugt werden, die ab einer gewissen Belastungsgröße mit ihrer Lampenenergie nicht mehr auskommen und sich daher im wirtschaftlichen Bereich momentan besser für kleinere Modelle eignen.
Werden Projektoren überbelastet, kommt es zu Unschärfen, Überstrahlungen und Baufehlern. Bei den Lasergeräten ergeben sich bei falscher Energiedichte ebenfalls Fehler: Die Modelle bleiben weich (Bei Beamergeräten ist das auch so, sie müssen dann nachbelichtet werden), es treten Maßungenauigkeiten auf, außerdem entstehen in der Buildflüssigkeit die gefürchteten "Fishs". Das sind ungewollte Verfestigungen der Flüssigkeit durch vagabundierendes Laserlicht, eine Eigenschaft die Projetorgeräte nicht haben. Derartige "Fishs" führen zu Oberflächen-u. Baufehlern und müssen permanent ausgefiltert werden. Nebenbei : Eine Füllung eines der herkömmlichen Laser-STL-Geräte kostet u.U. über 100.000 Euro. Aus diesem Grund ist der Betrieb für Kleinunternehmen problematisch.
Was hier noch fehlt, ist der Bereich der wachsverarbeitenden Systeme, also der Wachsplotter und der CNC-Fräsmaschinen. Bei den CNC-Fräsmaschinen gibt es praktisch keine Probleme, sie arbeiten in höchster Genauigkeit und mit den besten Oberflächen, können, falls man möchte, auch Metalle zerspanen und sie sind vollkommen problemlos. Nachteil: Sie sind nicht geeignet für hohle Bauteile. Hat man derartige, so muss man sie im Extremfall teilen und als mehrteiliges Modell fräsen. Die Einzelteile können aufgrund ihrer präzisen Beschaffenheit leicht zusammengefügt und als ein Teil gegossen werden. Für den Bicolorbereich sind Fräsmaschinen das ideale Werkzeug. Wichtig sind bei Fräsmaschinen Bezugsquellen für Fräser, die teilweise unglaublich fein arbeiten (bis 0,025 mm Durchmesser) sowie eine Quelle für einwandfreies Modellwachs. Blasen und andere Fehler an den gefrästen Wachsmodellen sind nicht so prickelnd. Fräsmaschinen sind ein, für normale Modelle, ideales Werkzeug. Vorteil: Sehr gute Modellqualität und kurze Bauzeiten, keine Probleme wenn man alles richtig macht. Nachteil: Man muss es lernen.
Wachsplotter: Diese Geräte bieten eine recht gute Modellqualität, bei mittelmäßiger Oberflächenbeschaffenheit. Da es sich um ein STL-ähnliches, generatives Verfahren handelt, ist die eigentliche Handhabung der Geräte recht einfach.
Nachteil: Hoher Verschleiß der komplizierten Technik, sowie ein unglaublicher Wartungsaufwand, sofern die Geräte nicht Tag und Nacht laufen. Sie mögen einfach keinen Stillstand. Das ist wie bei einem Hochofen: Er kann jahrelang arbeiten, lässt man ihn jedoch kalt werden, gibt's immer Probleme. Die Druckerköpfe sind sehr empfindlich und teuer, das Buildmaterial ist kostspielig. Zudem muss der Stützwachsanteil durch Petroleum warm ausgelöst werden, die Treppenbildung auf den Oberflächen kann allerdings mit Alkohol verwischt werden.
Vorteil: Trotz aller negativen Begleitumstände sin es die am besten vergießbaren Modelle. Hat man sie erst einmal fertig, ist die Weiterverarbeitung ein glatter Traum.
Mit dem oben genannten "Form 1"-Gerät habe ich noch nicht gearbeitet, zu Details kann ich daher keine Aussagen machen. Bei den von Unikumschmuck genannten Erscheinungen glaube ich auch, dass es sich um Handhabungsfehler handelt. Das Gerät dürfte sich vor allem für größere Formate eignen. Wahrscheinlich braucht man zum Nachhärten einen UV-Lichtkasten.
Das Problem bei allen Epoxy-Resin-basierten Modellwerkstoffen, ist deren schlechte Ausbrennbarkeit. Die erzeugten Modelle müssen langwierig ausgebrannt werden. Dies erfordert einen stark erhöhten Aufwand, der sich auch kostenmäßig unangenehm niederschlägt. Recht oft (vor allem am Anfang unserer Versuche) waren die Gussfehler derart störend, dass die Produkte wieder eingeschmolzen werden mussten. Das Schlimmer war dabei, dass es ohne jeden ersichtlichen Grund einmal prima klappte, dann jedoch, trotz absolut gleicher Parameter grausam in die Hose ging.
Wir haben seinerzeit mit Envisiontec kooperiert, endlose und kostspielige Versuche gefahren, ohne jedes positive Resultat. Und so haben wir die Wachsfräserei forciert. Irgendwann sind wir dann doch noch dahinter gekommen wie man die Resin-Werkstoffe fehlerfrei verarbeiten kann, die Lösung des Geheimnisses ergab sich rein zufällig und ist derart unglaublich, dass wir wahrscheinlich nie darauf gekommen wären. Aber wie das Leben so spielt. Jedenfalls brauchen wir die Modelle nicht mehr in Silikon umzubetten und Wachsmodelle zu ziehen. Die Ergebnisse sind seither zufriedenstellend.
Für den Normalgebrauch verwenden wir seit vielen Jahren unsere Fräsmaschinen und für Modelle mit Innengeometrie oder schwierig zu fräsenden Bereichen, STL-Verfahren. Unser Wachsplotter wurde ausgemustert. Als Ersatzteillager für Anwender sicher hoch interessant, zumal alle mechanischen Teile erneuert wurden, bevor das Biest wieder einmal den Geist aufgab. Da wir die Resinmodelle einwandfrei vergießen können, haben wir uns dann eine der von Unikumschmuck besprochenen ASIGA-Geräte gekauft. Seit einigen Wochen haben wir es nun in betrieb und sind nach den üblichen Anfangsschwierigkeiten problemlos damit am arbeiten. Hilfreich war uns dabei die Erfahrung mit unserer ENVISIONTEC, die nach dem gleichen Verfahren und mit ganz ähnlichen Materialien betrieben wird.
Sascha (Unikumschmuck) wird ja einige Ausdrucke einstellen, ich greife mal vor und stelle nachfolgend drei direkt vergossene Fertigteile ein. Wir sind zwar immer noch am herumprobieren, aber die Ergebnisse können sich durchaus sehen lassen.
Den Silberanhänger haben wir in gipsgebundener Einbettmasse gegossen, die anderen beiden Teile in Phosphat-gebundener. Wenn sich die Ergebnisse mit gipsgebundenem Material wiederholen lassen, möchte ich eigentlich weg vom Phosphat, denn die immer wieder auftretenden Formrisse sind unangenehm. Aber vielleicht machen wir ja noch etwas falsch. Für kleine Sachen haben wir ein Dentalmaterial, welches noch nie gerissen ist. Aber sehr teuer und nur in Kleinpackungen zu haben. Mal sehen, was sich weiter ergibt.
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