3D-Druck

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Aufgabe

Mit der Produktion individualisierte Produkte verbindet man zuerst den 3D-Druck. Bei diesem additiven Fertigungsverfahren wird das Werkstück Schicht für Schicht zu einer dreidimnensionalen Struktur aufgetragen. Es gibt verschiedene Werkstoffprinzipien: Aufschmelzen von Kunststoffen, Sintern von Metallpulver, ....

In der TransferFactory wird ein 3D-Drucker, der verschiedene Farben verwenden kann, von der Firma PRUSA eingesetzt.

Der 3D-Drucker

Die Kinematik des 3D-Drucker ist sehr einfach: Drei orthogonale Achsen in X, Y und Z verfahren den Druckkopf im Raum (3D). Dabei ist der Druckkopf immer auf die X-Y-Ebene ausgerichtet. Als Antriebe werden Schrittmotoren eingesetzt, die ihre rotatorischen Bewegungen mit Hilfe einer Gewindespindel in translatorische Bewegungen umsetzt. Mit eine Positionierbefehl werden die drei Achsen simultan zum nächsten \"Print-Punkt\" positioniert.

Das Prusa-Projekt - OPEN-SOURCE

Josef Průša konstruierte 2012 den original Prusa i3 als quelloffenes Projekt. Der Prusa i3 MK3S stellt den aktuellen Stand dar, der auch in der TransferFactory eingesetzt wird.

Die Individualisierung des Produkts

Im Webshop gibt es die Bestelloption \"Initialien-Inlay\". Bei Aktivierung dieser Produktoption wird für das Gehäuse des SmartProduct ein Inlay gedruckt, die Initialien des Bestellers als filigrane Struktur zeigen. Die Farbe ist ebenfalls auswählbar.

Software-Konzept

Der Workflow zur Erzeugung eines Produktes gliedert sich in die Schritte:

• CAD-Konstruktion
• STL-Datei erzeugen
• Slicer generiert G-Code-Datei
• Drucker-Server wickelt den Job ab

Im Labor wird z.Zt. an einem automatisierten Workflow gearbeitet, damit aus der Bestellung im Webshop direkt ein Druckauftrag generiert und aktiviert wird.

Standardisierung im 3D-Druck

STL

Als etablierter Standard zur Beschreibung 3D-Datenmodellen (Standard
Triangle/Tessellation Language) ist STL weit verbreitet.

AMF

als offener Standard speziell für die additive Fertigung (Additive
manufacturing file format) unterstützt AMF neben der geometrischen
Beschreibung auch die Zuordnungen von Farbe, Material u.v.m.. Die Syntax
entspricht dem XML-Staandard.

G-Code

Zur Ansteuerung der Bewegungen des 3D-Druckers werden die aus dem
CNC-Bereich bekannten G-Codes (siehe DIN 66025) benutzt. Die gesliceden
Bearbeitungstrajektorien werden in eine Folge von G-Befehlen
(Interpolations-/Bahnart, Zielkoordinaten in X, Y u. Z, Vorschub- und
Schaltfunktionen) umgesetzt.