Materialstrahlen:Wichtige Anwendungen, Prozesse und Kostenüberlegungen

Die Einschränkungen beim Materialstrahlen sind:

1. Kunststoffteile, die durch Materialstrahlen gedruckt werden, sind etwas lichtempfindlich und werden in Umgebungen mit erhöhter UV-Strahlung zersetzt.
2. Materialstrahlmaterialien gehören in der Regel zu den teuersten und kosten oft mehr als 1.000 US-Dollar pro kg.
3. Die Ausrüstung gehört sowohl in der Anschaffung als auch im Betrieb zu den teuersten in der Branche.
4. Da die Druckköpfe viskose und aushärtende Flüssigkeiten verarbeiten, müssen während und nach dem Bauen Reinigungsprozesse durchgeführt werden. Dies erhöht den Materialverbrauch und die Arbeitskosten.
5. Die wasserlöslichen Aufbauunterstützungsmaterialien erfordern eine sorgfältige Nachbearbeitung, um die Stützstrukturen abzuwaschen.
6. Einige Methoden erfordern eine Nachbearbeitung mit UV-Härtung, um die Harze vollständig auszuhärten.
7. Bauräume sind im Allgemeinen klein (unter 300 mm pro Achse).

Wie detailliert ist der Materialstrahl?

Die Art der bei Materialstrahlanwendungen verwendeten Prozesse führt zu den höchsten praktischen Auflösungen in allen drei Achsen. Gedruckte Teile können im gedruckten Bild (Slice) Punktauflösungen erreichen, die denen von Papierdruckern nahekommen. 

Der Material Jetting-Prozess – wie er funktioniert

Der Material-Jetting-Prozess im 3D-Druck funktioniert durch das Ausstrahlen der Materialien. Je nach Material können zwei Verfahren angewendet werden – entweder ein Bubble-Jet-Verfahren (für flüchtige Materialien) oder ein Piezo-Jetting-Mechanismus (für nichtflüchtige Materialien). Auch der Tropfenfluss aus dem Druckkopf ist je nach Technologie unterschiedlich. DOD-Systeme stoßen auf Anweisung ein einzelnes Tröpfchen aus. Das Material durchläuft den Druckkopf mit begrenzter Portanzahl in X-Y zu den nächsten Tröpfchenpositionen und setzt einzelne Tropfen des Druckmaterials ab. PolyJet hingegen verhält sich nach dem gleichen Drop-on-Demand-Prinzip, mit der Ausnahme, dass der Druckkopf breit ist und viele Düsenöffnungen enthält, die einzeln angesteuert werden. Tröpfchen landen an vordefinierten Positionen auf dem Tisch und verschmelzen zu einem präzisen „Bild“ der Modellscheibe. 

Die Aushärtung oder Aushärtung hängt von der Beschaffenheit der Materialien ab. Flüchtige Materialien kühlen sofort ab und verfestigen sich, sobald sie auf die kühlere Bauoberfläche treffen. UV-gehärtete Harze hingegen kühlen an der Oberfläche ab und ihre Viskosität steigt, sodass sie ausreichend gelieren können, um an Ort und Stelle zu bleiben. Anschließend wird eine UV-Lampe darüber geführt und die katalysierte Vernetzung, die zu einem festen Polymer führt, vollständig oder teilweise ausgehärtet. Bei einigen Wachsdruckern fährt ein Fliegenschneider über die bedruckte und gehärtete Oberfläche, um eine glatte, ebene Plattform für den Auftrag der nächsten Schicht zu schaffen. In allen Fällen wird die Tabelle nach dem Drucken einer Schicht um eine Schichtdicke verkleinert, damit die nächste vertikale Schicht aufgetragen werden kann.

Weitere Informationen finden Sie in unserem Leitfaden zu 3D-Druckern.