Das Stereolithographieverfahren ist das Rapid Prototyping-Verfahren mit der weitesten Verbreitung. Das Verfahren zeichnet sich besonders durch einen Grad an Präzision aus. Ein Behälter der Stereolithographiemaschine enthält ein flüssiges, lichthärtendes Polymer, das Punkt für Punkt in Schichten ausgehärtet wird. Dies geschieht durch eine rechnergesteuerte Laser-Scanneinheit, welche die Schichtkontur der Querschnittsgeometrie auf die Oberfläche des Harzbades zeichnet. Die ausgehärtete Schicht wird auf einem in z-Richtung verschiebbare Trägerplatte, die sich auf dem sogenannten Tisch befindet, ca. um 0,1mm abgesenkt, und darauf wird anschließend eine nächste Querschnittsschicht gebildet. Jede neue Schicht verbindet sich mit der unteren. Dieser Vorgang wiederholt sich solange bis der Prototyp als sogenanntes Grundteil vollständig aufgebaut ist. Die jeweilige Kontur der Prototypen wird durch Ablenken des Laserstrahls mittels einer Spieglablenkeinheit Spiegelablenkeinheit erzeugt. In der Nachbearbeitung wird dieses Grundteil unter UV-Bestrahlung vollständig ausgehärtet, eventuell maschinell nachgearbeitet und falls noch erforderlich gespachtelt und lackiert.
Das Selective Laser Sintering ist ein Verfahren, um räumliche Strukturen durch Sintern aus einem pulverförmigen Ausgangsstoff herzustellen. Hierbei wird ein CO2 Laser verwendet, der eine sehr dünne Schicht eines pulverförmigen Materials sintert und somit ebenfalls generativ ein Prototyp aufbaut. Dieser gesamte Prozessablauf läuft unter einer Schutzgasatmosphäre ab. Die Schichten werden durch eine Ansteuerung des Laserstrahles entsprechend der Kontur des Bauteils schrittweise in das Pulverbett gesintert oder eingeschmolzen. Die Bauplattform wird nun geringfügig abgesenkt und eine neue Schicht aufgezogen. Die Energie, die vom Laser zugeführt wird, wird vom Pulver absorbiert und führt zu einem lokal begrenzten Sintern oder Verschmelzen von Partikeln unter Reduktion der Gesamtoberfläche. Die jeweilige Kontur der Prototypen wird durch Ablenken des Laserstrahls mittels einer Spieglablenkeinheit Spiegelablenkeinheit erzeugt. Das somit aufgebaute Modell hat sehr gute mechanische Eigenschaften, jedoch sind die Oberflächen sehr rau.
Momentan stehen Pulvermaterialen wie ABS, PA, PC, PS und elastomere Werkstoffe zur Verfügung.
Auch als Three Dimensional Printing (TDP oder 3DP) bekannt.Das Prinzip dieses Verfahrens ist dem des [[#Selective Laser Sintering (SLS)|Selective Laser Sintering (SLS)]] ähnlich, jedoch werden beim Three Dimensional Printing die Körner des pulverförmigen Ausgangsmaterials mit Hilfe einer Flüssigkeit, auch als Bindemittel bekannt, verklebt. Das Auftragen des Binders erfolgt dabei über eine einen Ink-Jet-Düsenkopf, der von einer XY-Verfahreinheit , entsprechend der zuvor vom Slice-Rechner berechneten Steuerdaten , geführt wird. Durch die Verarbeitung von Keramikpulvern lassen , sich mit diesem Verfahren verlorene Formen und Kerne für das Feingießverfahren herstellen.
Hierbei handelt es sich um einen kombinierten Schneide- und Klebeprozess. Die Geometrie des Modells wird aus Papier- oder Kunststofffolien sichtweise schichtweise aufgebaut, die jeweils mit einem Schmelzkleber besichtet beschichtet sind. Die Folie wird mit einer beheizten Anpressrolle auf die jeweils vorhandenen Schichten angepresst, wodurch sich der Schmelzkleber mit der dieser unteren Sicht verbindet. Anschließend wird die Gewünschte gewünschte Kontur mit Hilfe eines CO2 Laser Lasers aus der jeweils obersten Foliensicht Folienschicht heraus. Die jeweilige Kontur der Prototypen wird durch Ablenken des Laserstrahls mittels einer Spieglablenkeinheit Spiegelablenkeinheit erzeugt. Der Finale Prototyp hat ähnliche Eigenschaften wie ein Holzmodell.
Das Verfahrensprinzip beim direkten Metall-Lasersintern ähnelt zwar dem des Lasersintern von Kunststoffen, unterscheidet sich jedoch im Detail. Der Werkstoff und die Anwendung für den Werkzeugbau verlangen eine wesentliche höhere Detailauflösung und selbstverständlich wesentlich höhere Laserleistung. Durch dieses Verfahren können mechanisch und thermisch belastbare metallische Bauteile erstellt werden. Es wird ein feines pulverförmiges Metall durch einen CO2 Laser lokal aufgeschmolzen. Nach dem Abkühlen verfestigt sich das Metall wieder. Die jeweilige Kontur der Prototypen wird durch Ablenken des Laserstrahls mittels einer Spieglablenkeinheit Spiegelablenkeinheit erzeugt. Auch hier erfolgt ein Schichtweiser schichtweiser Aufbau durch Absenken des Bauraums.
In den Designbüros, dem Maschinenbau, dem Werkzeug- und Spezialmaschinenbau, der Automobilindustrie, im Flugzeugbau, in der Raumfahrt, bei der Waffenindustrie und dem Militär oder in der Feinmechanik und Elektroindustrie ist das Rapid Prortotying Prototying Verfahren schon seit Jahren nicht mehr wegzudenken. In diesen Bereichen wurden die ersten Erfahrungswerte mit dem Rapid Prortotying Prototying Verfahren gestammelt gesammelt und immer neue, genauere, kostengünstiger kostengünstigere und schnellere Verfahren entwickelt.
Weil sich bei der CAD-Planung auch in der Architektur 3D-Modelle mehr und mehr durchsetzen, lassen sich die dabei entstehenden 3D-Daten ebenfalls komfortabel für den dreidimensionalen und präzisen Architektur-Modellbau nutzen. Das Rapid Prototyping dienen dient in der Architektur nicht nur als Vorstellungshilfe bei einer Komplexen Fassadenkomplexen Fassade, sondern können auch bei der Inneren inneren Raumgestaltung von sehr großen nutzen Nutzen sein. Somit können z.B. kleine Räume effektiv effektiver ausgenutzt werden. Anstatt ein Modell erst am Ende der Planung zu bauen, können bereits in der Konzeptionsphase erste Entwürfe über Nacht zu geringen Kosten hergestellt werden. So kann der Bauherr viel mehr in die Planung einbezogen werden und die Idee verstehen. Auch bei der Städteplanung ist das Verfahren von sehr großem Vorteil. So gewinnt man einen ersten Gesamtüberblick (aus der Vogelperspektive) über alle wichtigen Knotenpunkte.Anstatt ein Modell erst am Ende der Planung zu bauen, können bereits in der Konzeptionsphase erste Entwürfe über Nacht zu geringen Kosten hergestellt werden. So kann der Bauherr viel mehr in die Planung einbezogen werden und die Idee der Architekten und Planer verstehen.
Speziell in der Medizin hat man es mit sehr komplizierten Strukturen zu tun. Durch die sogenannten bildgebundende Verfahren, wie z.B. Röntgen, Computertomographie oder Ultraschall, war es bislang den Medizinern nur sehr eingeschränkt möglich, sich einen Überblick über die Krankheit zu schaffen. Genau an dieser Stelle Greift greift nun das Zusammenspiel von Informatik und Maschinenbau ein. Mit deren Hilfe ist es nun möglich, aus den zweidimensionalen Bilddaten ein dreidimensionales Abbild (Modell) am Computer zu generieren und dieses dann mit den unterschiedlichen Rapid Prototyping Verfahren physisch herzustellen. Somit erhält man ein Referenzmodell und kann es anfassen, drehen und weiter bearbeiten. Mit RP-Verfahren erstelle erstellte Modelle bieten somit den Ärzten die Möglichkeit, die Anatomie des Patienten genauer kennenzulernen. Anhand dieser neuen „Einblicke“ ist es nun möglich z.B. eine komplexe Operation besser und genauer zuplanenzu planen.
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Grob können die Anwendungen in der Medizin in zwei Gebite Gebiete unterteilt werden.
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# In die Erstellung von identischen Modellen von Körperteilen.
# In die Erstellung von Implantaten mithilfe mit Hilfe der zuvor digitalisierten dreidimensionalen Patienteninformationen
Von den Meisten meisten unbemerkt , werden bereits heute schon mehr als 40 Prozent aller Hörgeräteschalen weltweit mit generativen Fertigungsverfahren hergestellt. Anhand dieser Daten mussten die Artzte Ärzte sich gedanklich vorstellen, wie eine Serie von Querschnittsaufnahmen räumlich aussehnen aussehen könnte. Oft war dies jedoch schlichtweg unmöglich, besonders dann, wenn die Strukturenzu Strukturen zu komplex waren. Genau an dieser Stelle greift.
Ob die Lieblingsfigur aus einem Rollenspiel, Ersatzteile für die Modelleisenbahn oder sogar ein Original Abbild Originalabbild seines Eigenheims für die Modellbahnstrecke.
Der Fantasie sind beim 3D- Drucken keine Grenzen gesetzt.
"Der Trend zur Mass Cusomization ist nur als Etappe zu verstehen.
In dem eingeschlagenen Prozess erlangt der Prosumer mehr und mehr die Kontraole Kontrolle über das Produkt, das sich bis in zum Individualprodukt (built-to-order) entwickeln lässt.
In sämtlichen Entwicklungsphasen - von der Produktidee bis zur Markteinführung - werden Prototypen benötigt. Jedoch unterscheiden sie sich in den einzelnen Entwicklungsphasen hinsichtlich der Stückzahl, der Werkstoffeigenschaften , der geometrischen, optischen, haptischen und funktionalen Anforderungen. Dementsprechend vielfältig sind die Einsatzfelder des Prototypenbaus im Bereich der Produkt- und Prozessplanung: Verifikation der Konstruktion, Design- und Ergonomiestudien, Kommunikations- und Informationsmittel, Überprüfung der Herstell- und Montierbarkeit, Marktanalyse, Überprüfung des Arbeitsprinzips und der Funktion, Dauerbelastbarkeitstests sowie Planung von Fertigung und Montage. Mit Bezug auf diese Merkmale, Anforderungen und Einsatzfelder , lassen sich die Prototyparten unterscheiden in: Designmodelle, geometrische Prototypen, Funktionsprototypen, technische Prototypen sowie Vorserienbauteile.
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Im Jahr 1988 wurde als erstes Rapid Prototyping Verfahren die Stereolithographie (STL) kommerzialisiert. Inzwischen werden viele weitere Technologien wie das Solid Ground Curing (SGC), das Laser Sintering (SLS), das Layer Laminated Manufacturing (LLM), das Fused Deposition Modeling (FDM), und das Three Dimensional Printing (3DP) industriell genutzt. Neben den genannten, bereits heute kommerziell verfügbaren Rapid Prototyping Verfahren , befinden sich derzeit zahlreiche weitere Verfahren in der Entwicklung, die nach verschiedenen Wirkprinzipien arbeiten und zum gegenwärtigen Zeitpunkt zum Teil deutlich unterschiedliche Technologiereifegrade aufweisen.
