Additive 3D-Fertigung man muss echt umdenken

  • Teile in 3D drucken lassen, man muß echt umdenken !

    Wie ihr ja sicherlich aus meine alten Beiträgen wißt, bin ich schon immer für neue Dinge zu haben, so nun auch für den 3D-Druck von Teilen in Metall.

    Bei Teilen die ich bis jetzt CNC fertigen habe lassen, habe ich besonders darauf geachtet möglichst wenig Fräsarbeitsschritte und dadurch entstehende

    Verarbeitungszeiten zu erzeugen. So gesehen kostet "Schönheit" ( Verrundungen etc...) und Gewicht ( Taschen etc..) richtig Geld, und treibt die Kosten

    bei den Fräsen nach oben.

    Bei der "additiven Fertigung" ist der Kalkulationsansatz total anders.

    Natürlich geht es auch hier um Zeit, die sich aber kaum verändern läßt. Am meisten Einfluß hat hier aber der Materialverbrauch. Mit anderen Worten

    kann man hier eine Menge knete sparen mit jedem Gramm...

    Hier einmal ein aktuelles Beispiel von mir..

    Dieses Bauteil, das für eine Fertigung über eine CNC-Fräse geplant war sollte nun per 3D-Metalldruck gefertigt werden.
    Wenn man einmal davon absieht, das der Kostenvergleich bei einer Stückzahl von 1, sowieso schon pro 3D Druck geht,

    mußte ich feststellen das mein Modell, bezüglich Kosten noch optimiert werden könnte.

    Eine erste Abfrage der Step-Datei bei UNIONFAB ergab einen Preis von ca. 48€/Stk in Aluminium.

    Dabei viel mir auf das bei dem Kalkulationsmodell nicht nur die Dimensionen (HxBXT) sondern auch das Bauteilvolumen
    angeben wurden. Also habe ich einmal versucht das Volumen meines Bauteils weiter zu optimieren, ohne darauf Rücksicht

    zu nehmen ob dies per CNC überhaupt zu fertigen wäre (1).

    Das Ergebnis hat mich doch stark beeindruckt. Die Mehrarbeit im CAD, macht sich extrem am Geldbeutel bemerkbar. Wobei Konstruktionen realisierbar werden,

    die mit normalen CNC kaum oder gar nicht realisierbar sind.

    Hier einmal der Kostenvergleich beider Modelle, und der Gewichtsvorteil wurde noch gar nicht angesprochen..

    Eine Einsparung an Gewicht und Kosten von ca. 33%

    Gruß Effixx

    Carpe Diem - Nutze den Tag. Außer er ist Scheiße, dann nimm einen anderen. Und immer dran denken, einer von uns beiden ist klüger als Du :/

  • yes schöne neue welt die da auf uns zukommt.

    auf der DMG hausmesse im mai hab ich mir deren additiven lösungen angeschaut/vorstellen lassen. gaaanz viel gitterbau mit hammer strukturen und festig/steifigkeiten, vorteile vor allem bei kleinen baugruppen und komplexem kram. TÜV und frauenhofer machen seit knapp 2 jahren erste arbeiten an normierungen für die diversen bereiche. für uns (DGRL 2014/68/EU) wird das noch eine weile dauern, aber bock auf das invest hätte ich schon.

    DMG verkauft dir schon pulver im shop in diversen güten u.a. 1.4404/316L etc. und Outokumpu hat doch letzte woche den zuschlag für die verdüsungsanlage nach krefeld vergeben,

    Outokumpu steigt in den Metallpulvermarkt für die Additive Fertigung ein – Start der neuen Verdüsungsanlage in Deutschland im April 2023
    Outokumpu steigt in den Metallpulvermarkt für die Additive Fertigung ein – Start der neuen Verdüsungsanlage in Deutschland im April 2023
    www.outokumpu.com

    spannend =)

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    Ain't no sunshine when cheese gone

    -Bill Weathers; hat den ganzen Käse aufgegessen und jetzt regnets :cursing:-

  • sehr schönes Beispiel, wie weit man mit 3D gehen kann (wenn auch älter), ist der Turbo von Königsegg:

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  • Ich bin ja ständig auf der Suche nach neuen Fertigungsmöglichkeiten, so habe ich momentan Unionfab in China als aktuell sehr preisgünstigen Druckpartner gefunden. Momentan ist allerdings nicht Zoll & Steuer das Problem, sondern vielmehr die Frachtkosten von 35€ ! Das treibt die kosten extrem nach oben wenn man nur ein Teil für z.b für 16 € ordern will.

    Da ich ja immer wieder ein paar Trümmer machen lasse sind diese 35 Euro auch für mich ein Kostentreiber, den ich nun versuche etwas zu optimieren.

    Gibt es eventuell Kandidaten die an einer Sammelbestellung Interesse haben ?

    Dabei ist es egal was Ihr in Auftrag gebt. Ob selbst erstellt, ein Teil aus der Filebase oder eine Vorlage aus Thingiverse und Konsorten. Die Frachtkosten werden dann werden durch die Anzahl der Besteller geteilt. Zoll und MWst wird anteilig verteilt und ich sende euch dann die Teile per Frachtkostenerstattung zu. Da meine Projekte eher langfristig angesetzt sind, drängt bei mir natürlich keine Zeit. Geplant ist momentan ca. alle 3 Monate einen Order abzusetzen.

    Als nächster Orderdate ist der 15.Sept geplant.

    Wer Interesse hat, kann sich gerne bei mir melden und sich mit dran hängen.

    Es gibt verschiedene Möglichkeiten

    • Meldet euch bei UNIONFAB mit einem eigenen Account an, da kann man dann mit seinen STEP oder STL-Dateien mit den verschiedenen Materialien herumspielen. Das was man am Ende will ( Datei + Materialwünsche) schickt Ihr mit per Mail zu.
    • Ihr wollt keinen eigenen Materialaccount . Einfach die Datei und das Gewünschte Material an mich senden, ich ermittle dann den Preis für euch.
    • Ihr habt keine Ahnung aber ihr braucht da was, mail an mich. Ich versuche zu helfen.

    grüße Effixx


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  • Hallo an alle 3D interessierte, der 15.September kommt mit großen Schritten und wie angekündigt werde ich wieder einmal einen Order absetzen. Wer Interesse hat eigene Modelle drucken zu lassen Ihr seit gerne willkommen.

    Was lasse ich den Drucken ?
    Einige kleinere Bauteile in Stahl und Aluminium für eines meiner will haben Projekte.

    Die erste Fremdvergabe eines Kombibauteils.

    Das wird an Hand des oben gezeigten Trinkletobjektes getestet. Dabei werden die beiden Einzelteile in einem Stück gedruckt. Das ist zwar keine neue Erfindung , aber ich möchte testen wie weit ich es treiben kann bis das Spaltmaß der Bauteile noch eine vernünftige Freigängigkeit aufweist.

    Gleichzeitig möchte ich damit auch checken inwieweit die berechneten Gewichtsangaben der Realität entsprechen.

    Nun zu euch. Wie gesagt ihr könnt euch gerne mit dranhängen spart spart Frachtkosten. Zudem sind Drucke in Nylon (PA12) HP Multijet oder Metall sehr günstig im Vergleich zu Europa. Dabei läßt sich die Qualtität von Pulver gegenüber Filament überhaupt nicht vergleichen. Das ist ein Quantensprung.


    Nur mal so als Preisbeispiel habe ich einmal die Centercaps von @5Supermari0 in NylonPA12 kalkulieren lassen. Diese 4 Kappen kosten keine 21€ zu drucken.

    Wer fragen und wünsche hat kann sich gerne per PN melden

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  • Das erste Aludruckteil ist nun im Haus.

    nach den Ergebnissen bei den Druckteilen aus Stahl habe ich diese Woche das erste Teil aus Aluminium erhalten. Da einer der Autocross Piloten weitere Zahnriemenräder für seine Limas in China geordert haben wollte, habe ich mich ganz frech mit auf den Order gesetzt und ein erstes Teil aus Aluminium bestellt. Das Ergebnis kann sich echt sehen lassen.

    Das Teil (1) dient als Notentriegelungstaste für eines meiner Projekte. Das Bild zeigt das Funktionsmodel.

    Das neue Aluteil im Vergleich zum roten Funktionsmodell das per FDM Filament druck hergestellt.

    Sowohl die Detailauflösung als auch die Maßhaltigkeit ist fast besser als ich erwartet hatte.

    Der nächste Step ist nun das eloxieren diese Bauteiles, ohne weitere vorhergehende Bearbeitungsschritte. Wie sieht das aus ?

    Oder ist es besser das Teil vorher entsprechend aufzubereiten zu schleifen und zu polieren.

    Wie auch immer, gestern wurden einige weitere Bauteile ( Alu / Stahl/ Nylon) für mein Projekt geordert.

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  • Ich denke dem Eloxal ist das relativ bumms, allerdings ist das so dünn, das Teil wird nachher genau die gleiche Oberflächenbeschaffenheit haben.
    wenn du es also glatter haben willst, dann vorher schleifen/polieren.

    Schrift beim nächsten Projekt größer wählen :)


    Was hat das kleine Teil gekostet?

    Oder war das umsonst im toten Volumen von was anderes versteckt?

    1048886_5.png

  • Hi Cottec,

    es geht um das eloxieren selbst, nicht jedes Alu läßt sich gleich gut verarbeiten. Das Teil hat netto 8,56€ gekostet. Da brauchst Du Alu erst gar nicht in die Fräse spannen.

    Anders als beim Filamentdruck, gibt es beim SLS Verfahren ( also Pulver/Laser ) kein totes Volumen, das Du auch noch bezahlen darfst. Es gibt auch keine Hohlräume sondern immer nur 100% Verfüllung. Bezahlt wird nach dem Bauteilvolumen in mm³, Luft kostet nichts.

    Deshalb muß man ja auch konstruktiv etwas umdenken. Wenn ich ein Bauteil mit Hohlräumen habe muß ich dafür sorgen, das nach dem Druckprozeß eine Öffnung vorhanden ist wo das Restpulver entfernt werden kann. Hier einmal ein Beisspiel zur Verdeutlichung.

    Bauteil aus 2021

    Aktuelles Bauteil 2023

    An der Schnittzeichnung kannst Du erkennen das möglichst viel Masse entfernt wurde ( Gewicht und Kosten ) wobei existierende Hohlräume auch ein Möglichkeit haben (müssen) Ihr Restpulver los zu werden. Sieht man einmal davon ab das dieses Bauteil mit herkömmlichen Mittel wie einer X-Achsen Fräse gar nicht herzustellen wäre.

    Wobei ich noch Potential zur weiteren Gewichtsreduzierung und damit auch Kostenreduzierung sehe. Aber aktuell muß es zuerst einmal seine Verwendbarkeit beweisen.


    Und nun zu den Kosten...

    Hier entsteht ganz klar ein übermächtiger Konkurrent für die Zerspahnungswelt. Je komplexer ein Bauteil ist, um so größer wird der Vorteil. Und wir sind erst am Anfang !

    Wäre ich noch 30 Jahre jünger würde ich mein Busineß voll auf diese Maschinen ausrichten diesen Maschine gehört die Zukunft.

    Inzwischen habe ich den Order abgesetzt. In ein paar Wochen gibt ein Foto von dem Teil

    Effixx

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  • Lasersintern ist wirklich super interessant, soweit ich weiß wurde dein Bauteil aber mit dem SLM Verfahren hergestellt. SLS wird doch hauptsächlich bei Kunststoff eingesetzt, oder verwechsel ich die zwei Verfahren?

    Durfte das SLS Verfahren bei einem Praktikum bei Mercedes Benz vor x Jahren machen, wirklich beeindruckend wie präzise die Maschinen dort gearbeitet haben und was für komplexe Formen man für den Prototypenbau drucken konnte.

    Freu mich schon drauf wenn die Technick billger wird und man als Privatperson so ein Gerät sich leisten kann. Dann wird der FDM Drucker nur noch für's Grobe eingesetzt ^^

    Hast Du mal in so ein Teil reingeschaut, wie das Gefüge ausschaut?

    Mir wurde damals gesagt das die Metalleigenschaften ähnlich sind zu Gußteile, aber kann mich nicht mehr erinnern wie die Schnittbilder aussahen

  • In Nylon gibt es das schon für zu Hause

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  • Ja, auf den Zeitpunkt wenn die für die Heimwerkstatt erschwinglich sind, freu ich mich auch schon.

    An sich steckt die Technik ja in jedem Laserdrucker, sollte also eigentlich nicht so ein Problem sein.

    Bis dahin wird halt entweder mit großen Wandstärken gearbeitet und mit FDM gedruckt, oder bei Shapeways bestellt.

  • Anders als beim Filamentdruck, gibt es beim SLS Verfahren ( also Pulver/Laser ) kein totes Volumen, das Du auch noch bezahlen darfst. Es gibt auch keine Hohlräume sondern immer nur 100% Verfüllung. Bezahlt wird nach dem Bauteilvolumen in mm³, Luft kostet nichts.

    Die Info stimmt nicht lieber effixx :)
    Das langsame am Prozess ist das aufbringen der Pulverschicht. Das Lasern ist im Vergleich zu vernachlässigen und macht keinen großen Unterschied ob du die gesamte Fläche oder eben nur dein Bauteil laserst.
    Dadurch ist der Preistreiber die Bauhöhe über das gesamte Druckbett.
    Was solche Lieferanten natürlich nun machen ist, das gesamte Druckervolumen voll mit anderen Aufträgen zu stopfen.
    Das ist dann deren Business Case, ob sie dich dafür zahlen lassen, wenn sie das Ding nicht komplett vollgepackt bekommen.

    Aber wenn du z.b. einen Autrag für dich alleine auf dem Drucker haben willst, dann kostet dich ein einzelnes Teil in etwa genau so viel wie eine ganze Lage von den Teilen, die nicht weiter in der Druckhöhe nach oben aufbauen. Nachbearbeitung etc lassen wir mal außen vor.

    Bei nem Preis von so ein paar Euro scheinen sie aber immer alles aufzufüllen und erzeugen so wenig Totraum wie möglich, damit sie effizient und billig sind

    1048886_5.png

  • Ja, auf den Zeitpunkt wenn die für die Heimwerkstatt erschwinglich sind, freu ich mich auch schon.

    An sich steckt die Technik ja in jedem Laserdrucker, sollte also eigentlich nicht so ein Problem sein.

    Bis dahin wird halt entweder mit großen Wandstärken gearbeitet und mit FDM gedruckt, oder bei Shapeways bestellt.

    SLS gibts mittlerweile "erschwinglich" ja, aber das Material ist unfassbar teuer, 200€/kg oder so und du hast ein riesen Problem:
    Das Pulver altert unter Wärmeeinfluss. Das bedeutet, dass dein ungeschmolzenes Pulver zwar wiederverwendet werden kann, aber leider nur 4 bis 5 weitere Male. Danach sind die mechanischen Eigenschaften soweit degradiert, dass es unbrauchbar wird.
    Also gilt es auch dort den Druckraum so voll wie möglich zu kriegen und genau das macht man im Hobby Bereich ja nicht: Warten bis man so viele Projekte zusammen hat bis sich das Drucken lohnt.

    1048886_5.png

  • Tja mein lieber cottec da hast du leider dieses mal unrecht.

    Die Chinesen rechnen nach mm3 Volumen ab. Als Beispiel brauchst Du dir nur #1 nochmals durchlesen. Da ändern sich die Dimensionen nicht, wohl aber das Volumen !

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  • Hast Du mal in so ein Teil reingeschaut, wie das Gefüge ausschaut?

    Mit SLM gedruckte Teile sehen im innern wie ganz normaler Stahl aus und läßt sich auch so bearbeiten. Im Bild unten habe ich das Zahnrad mit der Reibahle auf 20 mm geschliffen

    nächste Bauteil habe ich auf der Drehbank mit Schleifpapier auf Passung gebracht.

    Wenn Du das Teil durchtrennst sieht es wie ein normaler Stahlblock aus. Das Teil hat absolut nichts mit Gus zu tun. Da wir von diesen Teile einige machen haben lassen und mein "Auftraggeber" etwas skeptisch war, habe ich Ihm ein Teil überlassen für ein Wette überlassen. Da er behauptet hat das sich das wahrscheinlich wie Gus verhält. Ich habe gewonnen !

    Amboß & 10 Kilo Hammer konnten dem Teil nicht wirklich was anhaben

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  • KAnn man bei dem Anbieter eine "Auflösung" wählen oder sind die Teile immer derart rau an der Oberfläche?

    Nein die Auflösung ist über die Korngröße des Pulvers festgelegt und diese rauhe Oberflächen ist gar nicht so rauh wie sie aussieht. Es gibt noch Sandstrahlen und Glasstrahlen als Nachbehandlung habe ich aber noch nicht machen lassen. Habe ich aber bei der nächsten Bestellung vor.

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