Additiv oder konventionell, Einzelstück oder Serie.
Unsere Technologien passen sich Ihrem Projekt an – nicht umgekehrt.
Additive Fertigung (Rapid Prototyping) ist für Unternehmen geeignet, die innovative Produkte entwickeln und Endprodukte in geringen Stückzahlen und in einer kurzen Zeit auf den Markt bringen wollen. Doch es ist nicht immer einfach, herauszufinden, welche Möglichkeiten und Grenzen diese Technologie mit sich bringt.
Jede einzelne Technologie (SLA-SLS) hat ihre eigenen Designregeln. Über Erfahrungswerte lässt sich herausfinden, wie Sie Rapid Prototyping für Ihr Design am besten einsetzen können. Wir haben die perfekte Lösung für Sie! VON ALLMEN AG verfügt über 50 Jahre Know-how und kreative Köpfe, die sich nach Ihren Anforderungen richten und Ihnen dabei helfen, bessere Designs zu entwickeln – etwa für Artikel, die sich auch später in Serie realisieren lassen.
Denn es macht durchaus Sinn, sich schon in der Anfangsphase über eine spritzgussgerechte Konstruktion eines Bauteils Gedanken zu machen.
Durch chemisches Glätten von SLS-Bauteilen aus PA12 erzielen wir eine glatte, hygienische Oberfläche und reduzieren das Bakterienwachstum von MRSA und E. coli nachweislich um bis zu 99,88 %
Unter dem chemischem Glätten von Selektiv-Lasersinterteilen (SLS, oft auch als Vapor Smoothing bezeichnet, versteht man ein Nachbearbeitungsverfahren, bei dem die raue, leicht poröse Oberfläche von 3D-gedruckten SLS-Bauteilen durch ein chemisches Lösungsmittel geglättet wird.
Die SLS-Teile (meist mit der Basis von PA12) werden in einer Prozesskammer einem kontrollierten Lösungsmitteldampf unter Vakuum ausgesetzt. Dieser Dampf löst die oberste Schicht des Kunststoffs minimal an. Die Mikrorauigkeiten verlaufen, die Poren an der Oberfläche schliessen sich, und es entsteht eine deutlich dichtere, glattere und leichter zu reinigende Oberfläche, ohne dass die Geometrie des Bauteils verändert wird.
Typische Ziele des chemischen Glättens von SLS-Teilen sind:
Typische Anwendungen:
Im Vergleich zu mechanischen Verfahren wie Schleifen, Strahlen oder Trowalisieren ist das chemische Glätten (Vapor Smoothing) reproduzierbar, serienfähig und für komplexe Geometrien mit Hinterschneidungen ideal geeignet.
Wissenswert:
In einem mikrobiologischen Versuch wurden jeweils sechs unbehandelte und sechs chemisch geglättete SLS-Bauteile aus PA12 auf ihr Verhalten gegenüber grampositiven und gramnegativen Bakterien (MRSA und E. coli) untersucht. Die chemisch geglätteten, antimikrobiell ausgerüsteten Proben zeigten dabei eine deutliche Hemmung des Bakterienwachstums: Die Reduktion lag bei 99,88 % gegenüber MRSA und 99,78 % gegenüber E. coli. Die unbehandelten Vergleichsproben konnten diesen Test nicht bestehen – hier wurde lediglich eine geringe Abnahme von MRSA und gleichzeitig ein deutliches Wachstum von E. coli über die Zeit festgestellt.
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Vaporsmoothing, auch bekannt als chemisches Glätten, ist ein Verfahren zur Oberflächenveredelung von additiv gefertigten Bauteilen, die mit dem Selektiven Lasersintern (SLS) hergestellt wurden. SLS ist ein gängiges Verfahren im Bereich “3D-Druck”, bei dem Pulvermaterialien mit der Basis von PA12 durch selektive Laserbestrahlung schichtweise verschmolzen werden. Die Teile, die mit SLS hergestellt werden, haben oft eine raue Oberfläche.
Das Vaporsmoothing-Verfahren zielt darauf ab, diese raue Oberfläche zu glätten und gleichzeitig die mechanischen Eigenschaften des Teils zu verbessern. Dies geschieht durch die gezielte Anwendung eines chemischen Lösungsmittels, das in Form eines Dampfes auf das Teil aufgebracht wird.
Prozessablauf:
1. Vorbereitung: Das SLS-Teil wird in eine Kammer gebracht, in der das Vaporsmoothing durchgeführt wird. Die Teile werden aufgehängt an Gittern, meist mit Klammern oder Drähten. Die Kammer und die Düsen sind so gestaltet, dass der chemische Dampf gleichmässig um das Bauteil zirkuliert.
2. Chemische Behandlung: Unser “geheimes” Lösungsmittelö, wird auf Temperatur gebracht, bis es verdampft. Dieser Dampf kommt in Kontakt mit der Oberfläche von jedem Bauteil und beginnt, die äusserste Schicht des Kunststoffs anzulösen ohne dass die Masshaltigkeit eines Bauteils tangiert wird.
3. Glättung: Während die oberste Schicht des Materials leicht aufgelöst wird, beginnt die Schwerkraft und die Oberflächenspannung, die Unebenheiten auf der Oberfläche zu glätten. Nach einer bestimmten Behandlungszeit wird der Dampf entfernt, und das Teil beginnt auszukühlen. Während dem Recovery Prozess, verflüchtigt zudem das Lösungsmittel und der Überschuss wird mit Vakuum dem Bauteil entzogen.
4. Aushärtung: Während der Abkühlung härtet das Teil aus, und die zuvor aufgelöste Oberfläche wird glatt und verfestigt sich. Das Ergebnis ist eine deutlich glattere Oberfläche, die oft auch glänzender ist als das Ausgangsprodukt. Um den so genannten “Finishing Agent” rückstandslos von den Bauteilen zu entfernen, so dass die Bauteile toxikologisch unbedenklich sind in verschiedenen Anwendungen einzusetzten, ist eine Dauer von einer Stunde erforderlich.
Vorteile von Vapor Smoothing ®
Verbesserte Ästhetik: Die Oberfläche des Bauteils wird glatter und kann einen nahezu spritzgegossenen Glanz aufweisen.
Reduzierte Porosität: Die Behandlung kann die Porosität des Teils reduzieren, was es widerstandsfähiger gegen das Eindringen von Flüssigkeiten macht. Sprich die Bauteile nach dem Vapor Smoothing ® sind zu 100% hydrophob.
Verbesserte mechanische Eigenschaften: Durch die Glättung können mechanische Eigenschaften wie Bruchfestigkeit und Elastizität verbessert werden.
Geringere Reibung: Glattere Oberflächen bieten weniger Widerstand, was in Anwendungen mit beweglichen Teilen vorteilhaft ist.
Einschränkungen bei Vapor Smoothing ®
Materialkompatibilität: Aktuell glätten wir nur Teile mit einer Basis von PA12.
Vapor Smoothing ® ist somit eine effektive Methode, um die Oberflächenqualität von SLS-Teilen zu verbessern und ihre Einsatzmöglichkeiten in verschiedenen industriellen Anwendungen zu erweitern.
3D-Druck war für uns nie ein Trend. Es war der Anfang einer neuen Denkweise und das vor über 30 Jahren
Wer seit über 30 Jahren im 3D-Druck tätig ist, weiss, wovon er spricht. Die VON ALLMEN AG hat bereits 1993 mit dem 3D-Druck von Kunststoffteilen begonnen, zu einer Zeit, als diese Technologie noch kaum bekannt war. Heute fertigen wir 3D-Druckteile für Kunden aus unterschiedlichsten Branchen, von der Industrie bis zur Medizintechnik.
Der 3D-Druck, oder wie wir heute sagen, die Additive Fertigung, ermöglicht es, Bauteile direkt aus digitalen Daten zu produzieren. Das spart Zeit, erlaubt komplexe Geometrien und reduziert Werkzeugkosten. Mit nachgelagerten Verfahren wie Vapor Smoothing, Lackieren, Tauchfärben, Gleitschleifen oder Bedrucken entstehen funktionale Teile, die auch optisch überzeugen.
Unsere 3D-Druck-Materialien reichen von Standardmaterial bis hin zu Hochleistungskunststoffen für anspruchsvolle Anwendungen. So entstehen Bauteile für Prototypen, Designobjekte oder Serienteile, immer passend zur jeweiligen Anforderung.
3D-Druck bei VON ALLMEN AG bedeutet: maximale Designfreiheit, hohe Flexibilität und Lösungen, die direkt aus der Praxis kommen.
Die Dateiendung *.stl stammt aus dem Begriff Stereolithographie. Die *.stl-Dateien beschreiben eine Oberfläche von 3D-Körpern mithilfe von Dreieckfacetten und wandeln CAD-Daten in eine *.stl-Datei um. Dabei ist zu beachten, dass die Auflösung vor dem Export in *.stl sehr hoch ist, denn die Qualität des in Stereolithographie hergestellten Teils hängt unmittelbar von dieser Genauigkeit ab.
Es ist unmöglich, eine generierte *.stl-Datei, sprich die Anzahl Dreiecke, nachträglich zu erhöhen. Da *.stl-Dateien wegen nicht geschlossener Flächen Fehler aufweisen könnten, sind diese nicht immer brauchbar. Die VON ALLMEN AG ist dank modernster CAD-Technik und Software in der Lage, solche Fehler zu korrigieren. Wir führen die Prüfung der Kundendaten bereits in der Offertphase durch, um so bei einem Auftrag keine Zeit zu verlieren.
Welche Datentypen wir bevorzugen, um Teile in Stereolithographie herzustellen, ist in unserem Downloadbereich ersichtlich.
Stereolythographie (SLA) – Präzision und Oberflächenqualität auf höchstem Niveau
Mit der Stereolythographie (SLA) fertigt die VON ALLMEN AG hochpräzise Urmodelle, Anschauungs- und Funktionsmuster mit aussergewöhnlicher Detailtreue.
Die Bauteile werden aus speziell hergestelltem Photopolymer, einem Resin mit ähnlichen Eigenschaften wie Thermoplaste hergestellt. Sie eignen sich ideal für Funktionsteile oder Teile mit ästhetisch erhöhten Ansprüchen.
SLA-Teile werden typischerweise mit einer Schichtdicke von nur 0,1 mm aufgebaut. Dadurch erreichen sie eine hervorragende Massgenauigkeit, feine Konturen und eine exzellente Oberflächenqualität, die sie fast serienteilähnlich macht.
Dank moderner Anlagen und stetiger Prozessoptimierung sind wir in der Lage, SLA-Bauteile herzustellen, die optisch kaum von Spritzgussteilen zu unterscheiden sind.
Verschiedene Oberflächenveredelungen geben jedem Teil den gewünschten Look und die passende Funktionalität:
Metallisieren, Lackieren, Beflocken, Gummieren oder Bedrucken, alles ist möglich.
Damit wird die Stereolythographie zum perfekten Verfahren für Prototypen, Designstudien und seriennahe Funktionsbauteile.
Mittels Stereolithographie lassen sich detailgetreue Urmodelle, Anschauungs- oder Funktionsmodelle herstellen. Die Teile sind aus speziellem Epoxydharz (ähnlich ABS) hergestellt und dies zu einem interessanten Preis.
Stereolithographie-Teile werden typischerweise mit einer Schichtdicke von 0,1 mm gebaut, weisen deshalb eine sehr hohe Massgenauigkeit und Detailtreue auf. Aufgrund der erzielbaren Oberflächenqualität können SLA-Teile als Urmodell für Folgeprozesse wie z. B. Vakuumguss, Feinguss etc. weiterverwendet werden.
Mittels der verschiedensten Oberflächenbehandlungen geben wir in Stereolithographie gefertigten Teilen ein individuelles Aussehen. Einem seriennahen Teil steht somit nichts mehr im Wege.
Mit modernster Technologie ist es uns gelungen, Teile herzustellen, welche optisch fast nicht mehr von Serienteilen zu unterscheiden sind. Mögliche Oberflächenbehandlungen sind: Metallisieren, Lackieren, Beflocken, Gummieren, Bedrucken etc.
Die im Selektiven Lasersinterverfahren hergestellte Teile hatte in der Vergangenheit zwei Probleme. Die Oberflächen waren rau, wie auch eigneten sich die Bauteile weder für luft- noch Fluidführende Bauteile da sie nicht hydrophob waren und grosse Strömungswiederstände aufweisten.
Die Lösung dieser Herausforderung nennt sich Vapor Smoothing ®. Hierbei werden SLS Bauteile chemisch geglättet. Das bringt sehr viele Vorteile:
Das für diese Technologie verwendete Fluid ist für streng regulierte Anwendungsgebiete der Medizin- bis hin zur Lebensmittelindustrie validiert.
Dadurch ergeben sich neue Anwendungsmöglichkeiten für lasergesinterte Bauteile in Bereichen, die hohe Anforderungen an Hygiene-Standards haben, wie z.B. in der Medizintechnik oder in lebensmittelverarbeitenden Industrie.
Aber auch für Maschinenbau, Verpackungsindustrie, Aerospace und Automotive ergeben sich durch chemisches Glätten neue Einsatzgebiete für das SLS Verfahren.
3D-Druck mit PEEK und PEKK – Hochleistungskunststoffe für extreme Anforderungen
PEEK (Polyetheretherketon) und PEKK (Polyetherketonketon) zählen zu den hochleistungsfähigen Thermoplasten, die durch ihre aussergewöhnliche mechanische Festigkeit, Wärmebeständigkeit und chemische Stabilität überzeugen.
Beide Materialien werden in Bereichen eingesetzt, in denen Zuverlässigkeit unter extremen Bedingungen gefordert ist, etwa in der Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Öl und Gasindustrie oder Medizintechnik.
Unterschiede zwischen PEEK und PEKK
Sowohl PEEK als auch PEKK gehören zur Polymerfamilie der PAEK (Polyaryletherketone). Der entscheidende Unterschied liegt in ihrer chemischen Struktur:
PEKK enthält eine zusätzliche Ketonbindung, die zu einer höheren Kristallinität führt. Dadurch ist PEKK härter, temperaturbeständiger und chemisch resistenter als PEEK.
Diese strukturellen Vorteile machen PEKK zum bevorzugten Werkstoff für hochbelastete, präzise Komponenten, die thermische und mechanische Spitzenbelastungen aushalten müssen.
Zudem sind beide Materialien biokompatibel und eignen sich daher ideal für Anwendungen in der Medizintechnik.
Mit modernsten 3D-Druckverfahren realisiert die VON ALLMEN AG komplexe Geometrien aus PEEK und PEKK präzise, reproduzierbar und anwendungsoptimiert für den industriellen Einsatz.
Mithilfe von Selektivem Lasersintern lassen sich detailgetreue und funktionstüchtige Prototypen herstellen. Dank dem verwendeten Material (PA12), sind wir in der Lage, die Marktreife eines Produktes voranzutreiben und die Funktion schon im Vorfeld sicherzustellen. Im Gegensatz zu in Stereolithographie (SLA) hergestellten Teilen verfügen im Selektiven Lasersinterverfahren hergestellte Teile über mehr Flexibilität. Schnapper, Federpartien etc. lassen sich detailgetreu nachbilden.
Das verwendete Polyamid 12 ist zudem FDA-zertifiziert, kann somit ohne Bedenken in der Lebensmittelindustrie sowie Medizinaltechnik eingesetzt werden.
Teile, die mithilfe von Selektivem Lasersintern hergestellt werden, sind typischerweise mit einer Schichtdicke von 0,1 mm gebaut, weisen deshalb eine sehr hohe Massgenauigkeit und Detailtreue auf. Die Oberflächen sind leicht porös. Eine Oberflächenbehandlung ist aber dennoch möglich, bedingt aber einen höheren Finish-Aufwand als bei SLA-Teilen.
Kunststoffpulver (Thermoplast) wird mittels CO2-Laser Schicht für Schicht gesintert – die Energie des Lasers wird vom Pulver absorbiert, was zu einer Erwärmung und Verfestigung des Materials führt.
In jedem Fall sind CAD-Daten die Vorlage, um ein Lasersinterteil herzustellen. Entweder liefert es der Kunde an oder wir übernehmen die Konstruktion, sprich wir setzen Ihre Idee um.
In SLS gefertigte Teile haben folgende Eigenschaften und eignen sich für:
