Experten-Tipps für erfolgreiches Design beim Carbon DLS™ 3D-Druck

Technologiebeschreibung

Carbon DLS™ (Digital Light Synthesis) ist eine 3D-Drucktechnologie, die Continuous Liquid Interface Production (CLIP) mit programmierbaren Flüssigharzen kombiniert. CLIP nutzt Photopolymerisation, um massive Objekte mit glatten Seitenflächen herzustellen. Dabei wird ultraviolettes Licht (UV) eingesetzt, um ein photosensitives Harz basierend auf einem CAD-3D-Modell in die gewünschte Form zu verfestigen.

Der Prozess verwendet einen Behälter mit flüssigem Photopolymerharz. Ein Teil des Behälterbodens ist transparent, damit UV-Licht hindurchtreten kann. Ein Digital Micromirror Device (DMD) reflektiert das Licht. Der DMD ist eine dynamische Maske aus mikroskopischen Spiegeln, die in einer Matrix auf einem Halbleiterchip angeordnet sind. Das schnelle Umschalten dieser Spiegel zwischen den Linsen lenkt das Licht in den Harzbehälter und definiert die Koordinaten, an denen das Harz innerhalb der jeweiligen Schicht aushärtet.

Das gehärtete Teil hebt sich langsam an, sodass Harz darunter nachfließen und den Kontakt zur Unterseite des Teils halten kann. Eine sauerstoffdurchlässige Membran erzeugt eine persistente flüssige Grenzschicht unter dem Harz. Dies verhindert, dass das Harz am Fenster haftet. Der Prozess ist kontinuierlich und kann Objekte bis zu 100-mal schneller herstellen als andere kommerzielle 3D-Druckverfahren.

Carbon DLS ermöglicht die Fertigung von Teilen mit außergewöhnlichen mechanischen Eigenschaften und hervorragender Oberflächenqualität. Geometrien, die zuvor als unmöglich galten, lassen sich mit dieser Technologie problemlos realisieren. Um die Vorteile voll auszuschöpfen, muss das 3D-Modell jedoch für den Prozess optimiert werden. Folgende Aspekte sind beim Design für Carbon DLS™ 3D-Druck essenziell:

Bauraum

Der Bauraum definiert die maximal möglichen Abmessungen eines Druckobjekts. Das Bauvolumen hängt von der Auflösung des verwendeten Projektors ab. Je näher der Projektor am Fenster positioniert ist, desto höher die Auflösung – was jedoch den Bauraum verringert. Standardmäßig beträgt der Bauraum 188 × 117 × 325 mm. Für eine wirtschaftliche Serienfertigung bieten sich Teile mit den Abmessungen 50,8 × 25,4 × 76,2 mm an.

Toleranzen und Freiräume

Für präzise Druckergebnisse ist die Wahl richtiger Toleranzen im Designprozess entscheidend. Toleranzen hängen von verschiedenen Faktoren ab:

• Druckergröße
• Materialbedingte Einschränkungen
• Limitierungen des Druckbetts

Die relevanten Parameter für Toleranzen sind: Schichtdicke, Wandstärke, Detaillierung, Freiraum, Rohgröße und Genauigkeit. Die folgende Tabelle gibt allgemeine Toleranzwerte an:

Bauausrichtung

Die Ausrichtung sollte markante Merkmale oder hervorstehende Details optimieren, gleichzeitig aber die Bauhöhe und den Stützbedarf minimieren. Zusätzliche Stützen sind jedoch sinnvoll, wenn sie das Ausfallrisiko während des Drucks verringern.

Stützstrukturen

Stützstrukturen sollten aus demselben Material wie das Bauteil bestehen. Ihre Form muss eine einfache manuelle Entfernung ermöglichen und Nachbearbeitung minimieren. Bei Materialien wie EPX und elastischem Polyurethan können gestützte Bereiche aufgrund begrenzter Nachbearbeitungsmöglichkeiten stärker sichtbar bleiben.

Einsatz von Fasen und Radien

Fasen und Radien (Fillets) reduzieren Spannungsspitzen an Bauteilen und gewährleisten einen sanften Übergang zwischen Features. Ihre Verwendung wird dringend empfohlen.

Zusammenfassung

Xometry Europe fertigt über sein umfangreiches Herstellernetzwerk Carbon DLS™ 3D-Druckteile aus diversen Materialien. Nach der Optimierung Ihres Modells mit diesen Tipps laden Sie es einfach auf unserer Instant-Quoting-Plattform hoch und erhalten innerhalb von Sekunden ein Angebot.