KREATIZE Glossar
In unserem KREATIZE Glossar finden Sie eine vollständige Übersicht und weitere Informationen zu den subtraktiven CNC- und additiven Druckverfahren von KMS sowie dazu, auf welche Materialien auf diese anwendbar sind.
MATERIALIEN
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Mit KREATIZE Manufacturing Services verfügbare Materialien
Metalle
Stahl ist eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,01% und 2,06%. Stahl hat sehr gute mechanische Eigenschaften. Daher ist es sowohl für einzelne Maschinen als auch für Anlagen ideal.
Ob es sich um legierten oder unlegierten Stahl handelt, ist der Tabelle "Grenzwerte für unlegierte Stähle" aus DIN EN 10 020 zu entnehmen. Es gibt rund 40.000 verschiedene Legierungen, die alle spezielle Eigenschaften haben und einem Konstrukteur ein hohes Maß an Flexibilität bieten.
Nicht jeder rostfreie Stahl wird in der Fertigung verwendet. Bei einem Chromgehalt von mehr als 10,5 % bildet sich durch eine Reaktion mit Sauerstoff eine schützende Passivschicht aus Chromoxid auf der Oberfläche. Weitere Legierungselemente, die in Edelstahl vorkommen, sind Nickel, Molybdän, Niob oder Mangan, die die Korrosionsbeständigkeit weiter optimieren. Rostfreie Stähle sind extrem hart und daher schwer zu bearbeiten. Der erste patentierte Edelstahl ist heute noch unter dem Namen V2A bekannt.
Aluminium gehört zu den Nichteisenmetallen und ist ein Leichtmetall (ρ ≤ 4,5 g / cm³). Es ist ein technisch wichtiges Metall und wird aus dem Erz Bauxit gewonnen. Mit einer Dichte von nur 2,69 g / cm³ ist der Werkstoff Aluminium ideal für den Leichtbau und wird hauptsächlich in der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt. Eine weitere wichtige Eigenschaft von Aluminium ist seine beachtliche Umformbarkeit - selbst dünnste Folien mit Dicken von 0,007 mm können daraus hergestellt werden. Durch verschiedene Legierungen können Festigkeitswerte von bis zu 600 MPa erreicht werden.
Zu den Nichteisenmetallen gehören alle Nichteisenmetalle mit Ausnahme von Edelmetallen, d. h. Leicht- und Schwermetalle und ihre jeweiligen Legierungen. Aufgrund ihres oft farbigen Aussehens werden sie als Nichteisenmetalle bezeichnet. Beispiele sind Cadmium, Kupfer, Nickel, Blei, Zinn und Zink, aber auch Legierungen wie Bronze oder Rotguss.
Kunststoffe
ABS sind thermoplastische Terpolymere, die eine gute Schlagfestigkeit aufweisen. Da es sich um thermoplastische Kunststoffe handelt, lassen sie sich leicht verformen und bei bestimmten Temperaturen sogar umkehren. Sie zeichnen sich durch gute Temperaturbeständigkeit (Dauerfestigkeit bis 100°C) und hohe Beständigkeit gegen Öle und Fette aus und sind witterungsbeständig. ABS wird in fast allen Bereichen eingesetzt: bei Autoteilen, Gehäusen, Skiern und sogar Legosteinen. Wenn es richtig getrennt wird, kann ABS leicht recycelt werden.
Polylactide gehören zu der Gruppe der Polyester. Geringe Feuchtigkeitsaufnahme, Schwerentflammbarkeit und hohe UV-Beständigkeit sind vorteilhafte Eigenschaften dieses Kunststoffs. Diese Eigenschaften sind denen von PET-Mehrwegflaschen sehr ähnlich. PLA wird in vielen Branchen eingesetzt, zum Beispiel in der Landwirtschaft (hohe Biokompatibilität), der Medizintechnik und der Verpackungsindustrie. Unter bestimmten Umweltbedingungen ist PLA sogar biologisch abbaubar.
Polyamide sind thermoplastische Polymere und haben hervorragende mechanische Eigenschaften. Zu den bekanntesten Polyamiden gehören Nylon und Perlon, von denen werden z.B. üblicherweise Dübel oder kleine Zahnräder hergestellt. Durch ihren teilkristallinen Zustand sind sie steif, fest und zäh. PAs sind eines der Standardmaterialien, die in pulverbasierten 3D-Druckverfahren verwendet werden.
Polyetherimide sind hochtemperaturbeständige Hochleistungskunststoffe. Sie haben für Kunststoffe ungewöhnlich hohe Schlagzähigkeiten und -werte. Substanzen wie Diesel, Benzin, Schwefelsäure oder Natronlauge können ihnen nichts anhaben. PEI wird vorzugsweise im Spritzgussverfahren bei Temperaturen von 320-400°C verarbeitet. Aufgrund seiner extrem niedrigen Rauchgasdichte wächst auch die Anwendung in der Luftfahrtindustrie.
Kunstharze bestehen aus einem Harz und einem Härter. Während der Aushärtung steigt die Viskosität (Fließfähigkeit) stark an, und am Ende des Prozesses entsteht ein unschmelzbarer Duroplast. Sie werden in Klebstoffen und Schaumstoffen, aber auch in Zahnprothesen und Verbundwerkstoffen eingesetzt. Durch gezielte Belichtung können im 3D-Druckverfahren verschiedenste Formen aus Kunstharz erzeugt werden.
Thermoplastisches Polyurethan (TPU) ist ein thermoplastisches Elastomer. Die Oberflächenhärte unterscheidet sich je nach ihrer Materialzusammensetzung und wird mit der Einheit "Shore" definiert. Thermoplastisches Polyurethan kann für flexible Bauteile verwendet werden, die eine angenehme Haptik aufweisen sollen. Zu den Anwendungsbereichen gehören Dichtungen, Griffe, Platten und Bauteile, die gebogen oder gestaucht werden.
Polypropylen (PP) ist ein thermoplastischer Kunststoff, der zur Gruppe der sogenannten Polyolefine gehört. Es ist härter und stärker als vergleichbare Standardkunststoffe. Polypropylen wird in chemikalienbeständigen Bauteilen eingesetzt, die ein hohes Maß an Stabilität und Genauigkeit erfordern. Einsatzgebiete sind unter anderem die Luftfahrt und der Fahrzeugbau.
Mit KREATIZE Manufacturing Services verfügbare Prozesse
Subtraktive Prozesse die KREATIZE anbietet
Individuelle Prototypen und Serienteile lassen sich mit dem CNC-Drehverfahren innerhalb kürzester Zeit schnell und effizient herstellen. Ob Metall oder Kunststoff, CNC-Drehen ist vielseitig einsetzbar.
Der Drehprozess
An die Drehmaschine können verschiedenste Werkzeuge angeschlossen werden, so dass axiale und radiale Bohrungen realisiert werden können. Aber auch zylindrische Teile lassen sich mit diesem CNC-Verfahren bestens herstellen. Ob Schlitze, Nuten, Bohrungen oder Abflachungen, mit dem CNC-Drehen erhalten Sie die präzisesten Ergebnisse.
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Individuelle Prototypen und Serienteile lassen sich mit dem CNC-Fräsverfahren innerhalb kürzester Zeit schnell und effizient herstellen. Ob Metall oder Kunststoff, CNC-Fräsen ist vielseitig einsetzbar und dank 3-Achs- und indexiertem 5-Achs-Fräsverfahren eine perfekte Möglichkeit, auch komplizierte Bauteile herzustellen.
Der Fräsprozess
Verschiedene CNC-Fräsmaschinen können unterschiedliche Materialien bearbeiten. Bei der subtraktiven Fertigung schneiden die 3-Achs- oder 5-Achs-Fräsen dann das gewünschte Teil aus einem Block heraus.
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Kundenspezifische Prototypen und Serienteile können mit dem CNC-Wasserstrahlschneiden innerhalb kürzester Zeit schnell und effizient hergestellt werden. Darüber hinaus bietet diese CNC-Fertigung die wohl größte Auswahl an zu bearbeitenden Materialien. Ob Aluminium, Kupfer, Keramik, Kunststoff oder Glas, mit diesem Verfahren steht Ihrem Prototypen oder Serienteil nichts mehr im Wege.
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Beim Laserschneiden wird ein Laserstrahl mittels Linsen in einem Schneidkopf auf eine Brennfleckgröße von wenigen Zehntelmillimetern fokussiert und auf ein Material gerichtet, das dadurch aufgeschmolzen wird. Das verbleibende Material wird durch einen konzentrisch angeordneten Gasstrahl ausgeblasen.
Die Wahl des Gases bestimmt, ob es sich um Laserbrennschneiden (reaktives Gas: Sauerstoff) oder Laserschmelzschneiden (inertes Gas: Stickstoff) handelt. Bei dem Werkstoff Stahl kann zwischen beiden Schneidgasen gewählt werden. Für Edelstahl und Aluminium muss Stickstoff als Schneidgas verwendet werden.
Die maximale Schnittdicke hängt stark von der Wahl des Materials ab. Stähle können bis zu einer maximalen Dicke von 25 mm und Edelstähle bis zu einer maximalen Dicke von 15 mm gelasert werden. Die Qualität der Schnittkante nimmt mit zunehmender Materialdicke exponentiell ab.
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Additive Verfahren die KREATIZE anbietet
Die Schmelzschichtung ist wohl die bekannteste Art des 3D-Drucks. Besonders für die Herstellung von Prototypen, um Dinge anschaulicher zu machen, ist dieses additive Verfahren sehr gut geeignet. Auch Kleinserien sind möglich, für die Serienproduktion mit hohen Stückzahlen ist das Schmelzschichtenverfahren jedoch eher weniger geeignet.
Das Druckverfahren
Beim Fusible Layering werden im Grunde nur drei Komponenten benötigt. Das Druckbett, auf dem das Teil hergestellt wird, eine Spule, auf der das Material, das Filament, abgewickelt wird, und ein Druckkopf. Im Druckkopf wird das Material erhitzt, so dass es schmilzt und anschließend auf dem Druckbett in die richtige Form gebracht werden kann.
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Multi-Jet-Modeling ist ein additives Verfahren, das zu den 3D-Druckmethoden gehört. Die Besonderheit bei diesem Verfahren ist, dass das Material in Pulverform vorliegt. Am Druckkopf ist eine Düse angebracht, die zwei wärmeleitende Substanzen in ein Bett aus Nylonpulver injiziert. Diese werden als "Schmelzmittel" und "Detaillierungsmittel" bezeichnet. Eine Wärmequelle sorgt dafür, dass die Schichten verschmelzen. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis das Teil fertig ist.
Da beim Multi-Jet Modeling nur das Pulver ausgehärtet wird, das mit der Wärmequelle in Kontakt kommt, kann das restliche Pulver wiederverwendet werden. Das Pulver wird von einer zweiten Maschine über ein Vakuumsystem abgesaugt, um die Teile freizulegen.
Anschließend werden die Teile noch einmal mittels Perlstrahlen gereinigt, um sicherzustellen, dass keine Pulverrückstände zurückbleiben.
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Selektives Lasersintern (SLS) ist, wie das selektive Laserschmelzen, ein 3D-Druckverfahren. Der Schwerpunkt des selektiven Lasersinterns liegt jedoch auf kunststoffbasierten Materialien. Teile mit einem hohen Grad an Komplexität und großer Stabilität können einfach und schnell hergestellt werden.
Das SLS-Verfahren
Selektives Lasersintern fällt ebenfalls unter die additiven Fertigungsverfahren. Um ein Teil herzustellen, werden ein Laser, der sich in der X- und Y-Achse bewegt, Material in Pulverform und eine Bauplattform benötigt.
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Selektives Laserschmelzen (SLM) kann Materialien wie Aluminium, Edelstahl, Werkzeugstahl oder sogar Titan verarbeiten und präzise Bauteile herstellen. Durch die hohe Präzision sind auch komplexe und detaillierte Aufträge keine Hürde für das selektive Laserschmelzen (SLM).
Das SLM-Verfahren
Selektives Laserschmelzen (SLM) ist ein additives Fertigungsverfahren, das dementsprechend in die Kategorie 3D-Druck fällt. Um ein Bauteil zu fertigen, fährt ein Laser über ein Pulverbett des gewünschten Materials. Zuvor wird das 3D-Modell in Schichten aufgeteilt. Der Laser erhitzt nun die erste Schicht, und zwar an den vorher festgelegten Koordinaten. Das Material schmilzt, wird aber nur so weit erhitzt, dass es nicht oxidiert oder verdampft.
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