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Prototypenherstellung mit PolyJet 3D-Druck

Kombinieren Sie mit PolyJet elastische und starre Eigenschaften für Prototypen, die aus zwei Werkstoffen bestehen

PolyJet Prototyp
Mit PolyJet lassen sich mehrere Werkstoffeigenschaften, z. B verschiedene Farben (Digital schwarz, Digital weiß und Digital transparent) und Härtegrade, in einem Teil kombinieren. Dies ist eine wirtschaftliche Lösung für die Herstellung von Prototypen für Elastomer- und 2-K-Spritzgussteile, da die Werkzeugproduktion entfällt.

PolyJet ist eine der wenigen industriellen 3D-Drucktechnologien, die die Verwendung mehrerer Werkstoffe in einem Teilebauprozess erlauben, und eine der wenigen Technologien, bei denen diese Werkstoffe zusammen in einer Schicht aufgebracht werden können. Verschiedene Farben (Digital schwarz, Digital weiß und Digital transparent) und Härtegrade lassen sich ebenfalls in einer Schicht kombinieren. Die Schichtdicke beim PolyJet Verfahren beträgt 30 µm = 0,03 mm im Vergleich dazu: Die dicke eines Blatt Papieres beträgt zwischen 0,12 mm und 0,2 mm.

Bei PolyJet wird flüssiges Polymer in kleinen, als „Voxel“ bezeichneten Tröpfchen aus mehreren Düsen auf eine Bauplattform gesprüht und Schicht um Schicht ausgehärtet. Dieser digitale Ansatz gewährleistet höchste Präzision und ermöglicht eine strategische Änderung der Materialeigenschaften, wie sie bisher so nicht möglich war.

Bereit zum Drucken von PolyJet-Teilen? Bevor Sie Ihr Teilemodell hochladen, hier ein paar grundlegende Fakten zu dieser Technologie:

  • Technische Fakten
  • Ein kurzer Blick darauf, in welchen Branchen diese Technologie verwendet wird und warum
  • Beschriftungen auf Teilen
  • Regeln für das Teiledesign
  • Wo und wann empfiehlt sich PolyJet?
Technische Fakten

PolyJet gibt es seit 2005, es handelt sich also um eine ausgereifte und hinlänglich bekannte Technologie. Wie bei anderen 3D-Druckverfahren werden Teile schichtweise von unten nach oben aufgebaut. Es gibt jedoch einige wichtige Unterschiede. PolyJet verwendet einen Druckkopf mit mehreren Düsen, aus denen kleine Tropfen flüssiges Polymer die mit einer Schichtdicke von 30 µm aufgesprüht werden. Die Schichten werden dann unter einer UV-Lichtquelle schnell ausgehärtet. Das Stützmaterial wird gleichzeitig gedruckt, sodass PolyJet-Teile selbsttragend sind. Wenn der Bau abgeschlossen ist, werden die Stützstrukturen in einem chemischen Bad schnell aufgelöst, und es bleiben glatte und akkurate Oberflächen zurück.

Einer der wichtigsten Aspekte von PolyJet ist, dass sich damit verschiedene Polymere imitieren lassen, zum Beispiel Silikon (LSR) und ABS. Darüber hinaus können diese Werkstoffe in verschiedenen Härtegraden gedruckt werden. Damit ist PolyJet ideal, um Prototypen beispielsweise für ein mit 2K-Spritzguss zu fertigendes Elektronikgehäuse oder eine Abdeckung mit integrierter Dichtung herzustellen, und zwar in einem Durchgang.

 

Wer verwendet PolyJet?

PolyJet ist eine Option für alle, die eine schnelle, flexible und akkurate Methode zur Prototypenherstellung benötigen und dabei mehrere Härtegrade und/oder Werkstofffarben in einem Bauprozess kombinieren möchten.

So könnte das Verfahren zum Beispiel in der Automobilindustrie für Prototypen für Gummidichtungen oder halbsteife Dichtungsringe zum Einsatz kommen, wobei der richtige Härtegrad digital gewählt werden kann. In der Medizintechnik bietet es sich an für Prototypen für orthopädische Implantate und Zahnprothesen für Passtests oder für Muster von chirurgischen Instrumenten aus hartem Kunststoff mit weichen Kunststoffgriffen.

Zweifarbige Elektronikgehäuse mit transparenten Kunststoffabdeckungen, Elastikriemen für Sportausrüstung, komplexe Gerätekomponenten und feine, aber flexible Schnappverschlüsse – dies sind nur ein paar der Möglichkeiten bei der Herstellung von Prototypen für Verbraucher- und Industrieprodukte mit PolyJet.

Die Regeln

Klingt gut, aber wo ist der Haken? Keine Sorge, die Designregeln für den PolyJet 3D-Druck bei Protolabs sind recht einfach:

  • Die maximale Teilegröße beträgt 490 mm x 390 mm x 200 mm
  • Die Mindest-Merkmalabmessung beträgt 0,3 mm in jeder Richtung. Nicht gestützte Wände und Teilemerkmale dürfen 0,75 mm dünn, aber funktionale oder lasttragende Wände und Merkmale müssen mindestens 1,00 mm dick sein. Auch die Höhe dieser Merkmale hängt zum Teil vom Werkstoff und von der Teilegeometrie ab. Sehr hohe selbsttragende Wände oder Wulste sind jedoch möglichst zu vermeiden, da diese bei der Entfernung des Stützmaterials Schaden nehmen könnten.
  • Zwar lassen sich mit PolyJet feine Details produzieren, jedoch ist zu beachten, dass die Toleranz +/-0,1 mm plus +/-0,001 mm/mm beträgt. Die Werte können von der Teilegeometrie und vom Werkstoff abhängen.
  • Es ist schwierig, Stützmaterialien an Löchern, Schlitzen und Kanälen zu entfernen, die wesentlich schmaler sind als 0,75 mm, besonders dann, wenn das Verhältnis von Tiefe zu Breite 2:1 oder größer ist. Derartig schmale Merkmale lassen sich u. U. gar nicht richtig formen. Dies müssen Sie beim Entwerfen von Teilen beachten. Vielleicht sind Sie versucht, bei inneren, umschlossenen Formen wie zum Beispiel Würfeln oder Kugeln, Abflusslöcher (für das Stützmaterial aus inneren Hohlräumen) einzuplanen. Dies ist kein Problem, vorausgesetzt, die Löcher sind groß genug zum Ausspülen des Stützmaterials. Wenn es jedoch keinen zwingenden Grund dafür gibt, lassen Sie die Löcher am besten weg. Wahrscheinlich werden Sie das eingeschlossene Stützmaterial nicht einmal bemerken.
  • Prototypen für 2K-Spitzgussteile oder Teile mit integriertem gummiartigem Material – zum Beispiel ein weicher Griff oder eine Abdeckung mit gummiartiger Dichtfläche – müssen entweder ohne Freiraum oder mit bis zu 0,05 mm Presspassung konzipiert werden. Durch Lücken könnten die Komponenten in Ihrer Hand auseinanderfallen, was einen neuen Entwurf, erneutes Drucken und Zeitverlust im Entwicklungszyklus zur Folge hat.
Vorteile: Was kann PolyJet für Sie leisten?

Protolabs verwendet Stratesys Objet500 Connex3 PolyJet-Maschinen, die Teile mit verschiedenen Härtegraden produzieren können, von steifen Teilen bis zu biegsamen, elastomeren Teilen mit Shore A-Härtegrad 30A (ähnlich den Geleinlagen in Schuhen). Agilus-Werkstoffe werden für zusätzliche Zerreißfestigkeit und Zugfestigkeit verwendet. Die Standard-Farboptionen sind Digital schwarz, Digital weiß und Digital transparent.
Wie bei Entwürfen für den 2K-Spritzguss muss jedes Teil einer „mehrteiligen“ Baugruppe neben der Datei für die gesamte Baugruppe als separate CAD-Datei hochgeladen werden. Wählen Sie den Härtegrad des Werkstoffs, die Farbe und die Menge aus, und Sie erhalten umgehend ein Angebot. Der Versand der Teile erfolgt in der Regel in 1 bis 3 Werktagen nach Bestellung.

 

Wenn Sie also ein Teil für den 2K-Spritzguss entwerfen, bietet sich PolyJet für Sie an. Sie brauchen einen Prototypen für ein 2K-Spritzgussteil? Dann sehen Sie sich PolyJet genauer an. Sie brauchen ein Teil, das in einem Bereich steif und in anderen Bereichen elastisch oder an manchen Stellen durchsichtig und an anderen undurchsichtig ist? Dann ist PolyJet für Ihr Produkt vielleicht ideal. Sie arbeiten an einem LSR-Prototypen? Auch hier eignet sich PolyJet.

Unser Mitarbeiter stehen Ihnen bei Rückfragen, gerne unter der Rufnummer +49 (0) 89 905002-0 oder per E-Mail customerservice.de, zur Verfügung.