Herstellung von Produktionsteilen mit Hilfe des 3D-Drucks von DLS by Carbon

Entwerfen für die 3D-Drucktechnologie von Carbon

Viele der Taktiken, mit denen sich der Verzug beim Spritzgießen  reduzieren lässt, gelten auch für den 3D-Druck. Die Beibehaltung gleichmäßiger Wandstärken, das Hinzufügen von Radien an Innenecken und das Anbringen von Stützrippen tragen zur Dimensionsstabilität von DLS-Teilen bei und verringern den Verzug der Teile.

Die Technologie von Carbon eignet sich hervorragend für Gittergeometrien, hat aber Probleme mit großen Querschnitten, die durch sperrige, dicke Teile verursacht werden. Vermeiden Sie dicke Wände und bleiben Sie idealerweise unter 2,54 mm Wandstärke. Versuchen Sie, Teile auszuhöhlen, Gitter oder Waben hinzuzufügen oder Löcher hinzuzufügen, um Material zu entfernen, das für die Funktionalität des Teils nicht erforderlich ist.

Flächen mit einem Winkel von 45 Grad und steiler zur Zeichnungsebene benötigen in der Regel keine Stützen. Wenn Sie die Wände in einem Winkel von 45 Grad anstelle eines harten 90-Grad-Winkels nach oben und nach außen führen, wird das Bauteil in der Regel präziser und benötigt weniger Stützen. Auch hier gilt, dass das Hinzufügen eines Radius an den Innen- und Außenecken bei vielen Teilen den Bedarf an Stützen verringert oder sogar überflüssig macht.

In diesem Sinne werden hier wichtige Bemessungs- und Designrichtlinien für den Einsatz von Carbon aufgeführt:

Carbon Digital Light Synthesis (DLS by Carbon) vs. Stereolithographie (SLA)

Bei der Carbon-DLS-Technologie handelt es sich um ein 3D-Druckverfahren mit Bottich-Photopolymerisation, das zur selben Technologiefamilie gehört wie die Stereolithographie (SLA). Grundsätzlich bedeutet dies, dass die Teile durch Aushärtung von flüssigen Photopolymeren zu einem Festkörper hergestellt werden, indem sie selektiv belichtet werden. Allerdings unterscheidet sich DLS bei Carbon in vielerlei Hinsicht von SLA:

• Carbon emittiert Licht über einen DLP-Chip (Digital Light Projection), ähnlich wie ein Projektor ein Bild auf eine Leinwand wirft. Dies steht im Gegensatz zum SLA-Verfahren, bei dem die Merkmale mit einem Laser an einem einzigen Punkt im Raum gezeichnet werden. Dies hat zur Folge, dass Carbon viel schneller drucken kann (so wie man ein Bild schneller stempeln als zeichnen kann), was jedoch mit Abstrichen bei der Genauigkeit und der Oberflächengüte einhergeht.
• Bei der Carbon-Technologie wird im Vergleich zum herkömmlichen SLA-Verfahren im Wesentlichen "auf dem Kopf" gebaut. Um dies zu erleichtern, strahlt Carbon das zum Aushärten verwendete Licht durch eine transparente Scheibe am Boden des Harzbehälters ab. Auch das ist ein Kompromiss. Das Verfahren ermöglicht einen schnelleren Bauprozess, erfordert aber auch stärkere Stützen.
• Es gibt andere Systeme, die wie Carbon Teile "auf dem Kopf" drucken, aber Carbon hat den einzigartigen Vorteil, dass die Scheibe, durch die das Licht fällt, auch sauerstoffdurchlässig ist. Dies ist wichtig, da das flüssige Photopolymer nicht zu einem festen Material aushärtet, wenn es mit Sauerstoff gesättigt ist. Normalerweise müssen bei solchen Systemen die Teile physisch von der Scheibe entfernt werden, da sie mit jeder Schicht effektiv verklebt sind, aber mit dem DLS-Verfahren von Carbon ist dies möglich, ohne die Teile zu beschädigen. Der Sauerstoff verhindert, dass das Harz direkt auf dem Glas aushärtet, so dass sich das Teil ablösen lässt, ohne dass es bei jeder Schicht physisch von der Scheibe entfernt werden muss. Durch diese Verbesserung wird nicht nur die Druckgeschwindigkeit deutlich erhöht, sondern es werden auch weniger Stützen benötigt.
• In der Vergangenheit waren die in der Bottich-Photopolymerisation verwendeten Materialien nicht für ihre Haltbarkeit und Langlebigkeit bekannt. Da bei dieser Technologie die Teile grundsätzlich mit Licht hergestellt werden, waren die Materialien von Natur aus lichtempfindlich. Im SLA-Verfahren hergestellte Teile sind in der Regel so empfindlich gegenüber UV-Licht, dass sie sich bereits nach wenigen Stunden Sonneneinstrahlung verfärben können. Carbon hat jedoch eine einzigartige Lösung für dieses Problem gefunden. Die einzigartigen Harze der Technologie vereinen nicht nur Aspekte von Photopolymeren, sondern auch von Zweikomponenten-Urethanen. Das bedeutet, dass DLS-Teile nach der Herstellung einen thermischen Zyklus durchlaufen müssen, um ihre endgültigen Eigenschaften zu erhalten.
• Was schließlich die Verwendung betrifft, so können 3D-gedruckte DLS-Teile sowohl für funktionale Prototypen als auch für die Endproduktion verwendet werden. Normalerweise sind SLA-Teile billiger und genauer für das Rapid Prototyping, aber Carbon bietet zusätzliche Materialeigenschaften, die SLA nicht hat. Carbon-Materialien sind wesentlich haltbarer, UV- und chemikalienbeständiger als SLA-Materialien. Wenn die Prototypen anspruchsvollen Umgebungen ausgesetzt sind, kann Carbon die beste Option sein.