Drucken der Sicherung 1 mit der Sicherung 1

Auf der Sicherung 1 gedruckte Endverwendungsteile

Eine auf die Sicherung 1 gedruckte IR-Sensorspülung in Nylon 12-Pulver

Der Bau der Sicherung 1 war eine technische Herausforderung. Industrietaugliche Leistung in einen erschwinglichen, schlanken 3D-Drucker mit selektivem Lasersintern (SLS) für den Desktop zu packen, erforderte jahrelange Entwicklungs- und Designarbeit.

Eines der Werkzeuge, mit denen Formlabs-Ingenieure Prototypen von Teilen erstellten, war die Sicherung 1 selbst. Aber der Einsatz von 3D-Druck hörte nicht beim Prototyping auf. Heute enthält jede einzelne an Kunden gelieferte Einheit von Fuse 1 mehrere Produktionsteile, die mit Nylon 12-Pulver direkt auf eine Fuse 1 gedruckt werden.

Die Verwendung des Fuse 1 SLS-Druckers für Prototypen und die Herstellung von Endverbrauchsteilen bot laut Seth Berg, dem Programmmanager für Ingenieure, der die Fuse 1 beaufsichtigt, drei Hauptvorteile:

• Die Designfreiheit, komplexe Teile ohne interne Stützstrukturen zu erstellen.
• Verkürzung der Lieferketten durch Prototypenerstellung und Herstellung von Endverbrauchsteilen im eigenen Haus.
• Beseitigung von Outsourcing, um eine kostengünstige Lösung für die Kleinserienproduktion mit einem bewährten, vielseitigen Nylon-12-Material zu erzielen.

SLS-Prototyping und Eigenfertigung:Drucken einer IR-Sensorbereinigung

Seth Berg spricht über das Drucken von Endverbrauchsteilen auf der Sicherung 1

Wenn Benutzer ihren neuen Fuse 1-Drucker und die Fuse Sift-Nachbearbeitungseinheit installieren, wissen sie möglicherweise nicht, dass fünf verschiedene Teile mit einer Sicherung 1 gedruckt wurden. Von diesen fünf Teilen ist die IR-Sensorreinigung beispielhaft für den Typ des Teils, der perfekt für kleine -Serienfertigung mit hauseigenem SLS-3D-Druck.

Eine der größten Hürden bei der Erstellung der Fuse 1 war das Messen und Ausgleichen der Innentemperatur in der Baukammer. Berg wusste, dass sein Team vor der Auslieferung der Sicherung 1 vor einer der letzten Hürden stand:Sie brauchten eine benutzerdefinierte IR-Sensorspülung, um die Wärme im Druckfach richtig zu regulieren. Da die Temperaturgenauigkeit in der Druckkammer so empfindlich war, erwartete das Team, Dutzende von Prototypen herzustellen, bevor die genauen IR-Sensorspülungen gefunden wurden, die funktionierten, und die Aussicht auf Outsourcing oder den Einsatz von Spritzguss war aufgrund der Anzahl der erforderlichen Prototypen nicht ideal . Also wandte sich das Team an ihre Beta-Fuse 1-Einheiten, die mit Nylon 12-Pulver betrieben werden, um sowohl Prototypen als auch die Teile herzustellen. „Wir brauchten eine 3D-Drucktechnologie, die uns weder in der Geometrie einschränkt noch Stützspitzen auf Oberflächen aufbringt, auf denen wir einen reibungslosen Luftstrom wünschen. SLS war also wirklich die einzige 3D-Druckoption, die dies für uns erreichen konnte“, sagte Berg.

Also machte sich das Team an die Arbeit mit frühen Fuse 1-Produktionseinheiten, um maßgefertigte Teile zu entwerfen, zu testen und schließlich maßstabsgetreu herzustellen, damit wir die Fuse 1 auf den Markt bringen konnten. Im Laufe der Zeit begannen sie, weitere Teile herzustellen:Türgriffe, IR-Griffe, Griffe für das Fuse Sift, alles im eigenen Haus auf ihren Beta-Fuse-1-Einheiten. Heute enthält jede einzelne gelieferte Einheit von Fuse 1 mehrere Produktionsteile, die direkt auf eine Fuse 1 gedruckt sind. „Wir haben diese Teile sehr streng getestet. Wir haben also fast 50 Drucker am Hauptsitz, die diese Teile ununterbrochen drucken. Also haben wir diese Tausende und Abertausende von Stunden in einer realen Druckanwendung getestet“, sagte Berg.

Nach Dutzenden von Prototypen für die IR-Sensorreinigung entschied sich das Team für ein endgültiges Design. Sie wechselten nahtlos vom Prototyping zur Kleinserienproduktion auf denselben Fuse 1-Druckern. Mit Tausenden von Teilen, die jede Woche gedruckt werden, war die Produktionslinie von Fuse 1 eine weitere Bestätigung dafür, dass die Maschine versandbereit war. Berg sagte:„Wir bei Formlabs denken über die Zugänglichkeit von Produkten sowohl aus preislicher Sicht nach, um es zu einem Produkt zu machen, das Sie sich leisten können, als auch aus Sicht der Wartung. Das Schlimmste ist, wenn Sie am nächsten Morgen kommen und Ihr Druck versagt hat. Es war erfreulich, die Fuse 1 sowohl als Prototyping-Kraftpaket als auch als Vollzeit-Produktionsmaschine in Aktion zu sehen.“

Aufgrund der dichten Packungskapazität der Fuse 1 kann die Baukammer 12 IR-Sensorspülungen pro Druckzyklus aufnehmen. Bei kleineren Teilen wie dem IR-Sensorgriff springt diese Zahl auf 60 Teile pro Druckzyklus. Während ein eigener 3D-Druck für die Massenproduktion von Millionen von Teilen noch keinen Sinn macht, sind mehrere Maschinen im Tandembetrieb eine hervorragende Lösung für kleine und mittlere Losgrößen. Der IR-Sensorgriff benötigt zum Drucken 22 g Pulver, was 2 USD pro Teil kostet. Für die Hauptspülung des IR-Sensors werden 70 g Pulver verwendet, was ungefähr 7 US-Dollar pro Teil kostet.

Laut Berg „führte die Verwendung von Fuse 1 im eigenen Haus zu einer effektiveren IR-Sensorbereinigung, da wir schneller iterieren und mehr Designs ausprobieren konnten. Dann konnten wir mit dem gleichen Material direkt in die Produktion gehen.“ Das bedeutet, dass das Team keine Toleranzen zwischen Prototyping und Produktion bearbeiten oder anpassen musste.

Seth Berg

Der Einsatz von Fuse 1 im eigenen Haus führte absolut zu einer effektiveren IR-Sensorbereinigung, da wir schneller iterieren und mehr Designs ausprobieren konnten. Dann konnten wir mit dem gleichen Material direkt in die Produktion übergehen.

Ohne die Sicherung 1, sagte Berg, wäre das Team beim Outsourcing von SLS für diese Teile festgefahren. Berg fügte hinzu:„Wenn wir die Sicherung 1 nicht im Haus hätten, hätten wir SLS-Teile an ein Servicebüro ausgelagert, und wir hätten mehr Geld bezahlt und es hätte länger gedauert, diese Teile im Haus zu bekommen. Die Fuse 1 druckt Endverbraucher-SLS-Teile in Industriequalität intern zu einem Bruchteil des Preises und der Zeit.“

Berg sagte, dass sein Team "zuversichtlich ist, dass diese Teile in unserer Anwendung funktionieren, dass jede einzelne von uns gelieferte Sicherung 1 Teile enthält, die auf der Sicherung 1 gedruckt sind." Die Spülung des IR-Sensors, der IR-Griff, der Türgriff und die Verriegelungsmagnetabdeckung wurden alle mit Hilfe der Sicherung 1 ermöglicht. 

Nylon 12 Pulver für Endverbraucherteile

Das erste Material, das Formlabs für die Fuse 1 auf den Markt brachte, ist Nylon 12 Powder, ein hochleistungsfähiges Material sowohl für das funktionale Prototyping als auch für die Endanwendungsproduktion komplexer Baugruppen und langlebiger Teile mit hoher Umweltbeständigkeit.

Während andere 3D-Druckverfahren für Endverbraucherteile verwendet werden können, bietet der SLS-Druck andere Eigenschaften, die den Druck von Teilen für die Fuse 1 vorteilhaft machten. Erstens halten SLS-Teile in der Regel länger, insbesondere wenn sie täglich gehandhabt oder verwendet werden. Im Vergleich zu Stereolithographie-Materialien bieten Nylon-12-Drucke eine längere Lebensdauer, geringes Kriechen und eine bessere Abrieb-, Chemikalien- und UV-Beständigkeit. „Letztendlich gibt es viele verschiedene Arten von Endverbrauchsteilen, aber fast alle müssen robust sein, sie müssen sowohl temperatur- als auch stoßfest sein. Nylon ist ein Material, das bei all diesen unterschiedlichen Materialeigenschaften wirklich im Mittelpunkt steht. Wenn Sie sich also eine Anwendung vorstellen können, bei der Sie ein Teil drucken und verwenden möchten, ist Nylon mit ziemlicher Sicherheit eine gute Option“, sagte Berg.

Ein Merkmal des SLS-Pulverdrucks, das für die Erstellung einer benutzerdefinierten IR-Sensorspülung besonders hervorzuheben ist, war die Möglichkeit, Teile ohne interne Stützen zu drucken. Bei anderen 3D-Druckverfahren erfordern interne Spalten und Öffnungen Stützstrukturen, und die Teile müssen unter diesem Aspekt konstruiert werden. SLS-Druck beseitigt dieses Problem und ermöglicht die Erstellung und Verwendung komplexer Teile mit einer drastisch verkürzten Nachbearbeitungszeit.

Schließlich ermöglicht Nylon 12 dem Fuse 1 das Drucken mit bis zu 70 % recyceltem Pulver. Dies ist ein großer Vorteil sowohl für das Prototyping als auch für die Produktion auf der Fuse 1, sodass Ingenieurteams aus jedem Gramm gekauften Pulvers einen Wert ziehen können. Bergs Team fand dies als einen der Hauptgründe dafür, dass die Fuse 1 eine wettbewerbsfähige Produktionsoption war, und erklärte, dass „alle Teile, die gedruckt und auf der Fuse 1 installiert werden, mit 70 % wiederverwendetem Pulver gedruckt werden. Das ist eines der Geheimnisse, die dies zu einer kostengünstigen Fertigungsoption für uns im eigenen Haus machen.“ Er fuhr fort:„Und wir haben nicht nur recyceltes Pulver für Prototypen verwendet. In der Fertigungslinie von Fuse 1 verwenden wir für alle Teile, die wir drucken, 70 % recyceltes Pulver. Das bedeutet auch die Endverbraucherteile.“

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Nylon 12 Pulver

Nylon 12 Powder ist ein hochleistungsfähiges Material sowohl für den funktionalen Prototypenbau als auch für die Endfertigung komplexer Baugruppen und langlebiger Teile mit hoher Umweltbeständigkeit. Wir haben einen Beitrag zu Ihren am häufigsten gestellten Fragen zusammengestellt.

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Die Sicherung 1:Jetzt im Versand

Formlabs ist dafür bekannt, additive Workflows zu entwickeln, die den 3D-Druck in Industriequalität für Unternehmen jeder Größe handhabbar machen. Mit Fuse 1 und Fuse Sift können Unternehmen die Kontrolle über den Designprozess übernehmen, produktionsfertige Nylonteile im eigenen Haus drucken, den Durchsatz erhöhen und den SLS-3D-Druck auf industriellem Niveau zu einem echten Einstiegspreis auf den Tisch bringen. All diese Konzepte, die Vielseitigkeit von Nylon 12 und die einzigartigen Vorteile des SLS-3D-Drucks kamen zusammen, um Berg und das Ingenieursteam von Formlabs dabei zu helfen, eine bessere Sicherung 1 zu entwickeln. 

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