Suche nach speziellem Werkstoff, Druckverfahren und Anbieter

Hallo zusammen,

ich bin aktuell auf der Suche nach einer Möglichkeit, ein Teil mit ca. 20 x 20 x 8 mm per 3D-Druck fertigen zu lassen. Dazu gibt es spezielle Anforderungen:

- schwarzer Werkstoff
- Temperaturbeständigkeit mindestens 70 °C und höher
- Fertigungstoleranz besser als 0,05 mm

Meine Fragen sind:

- Welches Verfahren bietet sich hierfür an?
- Welcher Werkstoff ist entsprechend geeignet?
- Welcher Anbieter kann so etwas?

Quote
ISFS
- schwarzer Werkstoff

Keine Problem.

Quote
ISFS
- Temperaturbeständigkeit mindestens 70 °C und höher

Temperaturbeständigkeit bis wieviel °C (und höher kann alles bedueten)?

ABS sollte bis 100°C form halten ohne Problem (PLA nicht, ab 50°C verformt er sich)!

Quote
ISFS
- Fertigungstoleranz besser als 0,05 mm

Bei profi geräte sollte es möglich sein.
Bei RepRap maschinen nur wenn die extreme genau kalibriert sind.

200mm x 200mm x 100mm (bis 200mm) ist bei die meisten RepRaps möglich.

---

Bob Morrison
Wörth am Rhein, Germany
"Luke, use the source!"
BLOG - PHOTOS - Thingiverse

Was wil man mit 0,05 Toleranz bei Kunststoff?

Dann solltest Du irgendwas mit GF nehmen, sonst ist dieses Maß bei einem geringen Temperaturunterschied wieder draussen...

Diese Tolleranzen sind die Träume professoneller Hersteller. Auch im Spritzgußverfahren wird das mit den von uns verwendeten Materialien nie erreicht und schon die kleinste Temperaturschwankung verändert das sowieso wieder durch die doch teilweise erhebliche Wärmeausdehnung des Materials. Eine Tolleranz von 0,1mm ist schon hervorragend.

20x20x8mm (hab ich mich verlesen oder waren das vorhin nicht noch 200x200x8 ?)
an sich alles möglich, bis auf die fertigungsgenauigkeit.
Die Frage ist wozu brauchst du bei einem Kunsstoffteil diese genauigkeit? die Geringste belastung und der Kunststoff gibt um mehr als 0.05mm nach.

3-mal bearbeitet. Zuletzt am 27.01.15 11:14.

Ich dachte auch aber sein post ist nie editiert gewesen.
Ein gute SLS drucker kommt nah dran aber denn ist der Frage nach temperature beständigkeit...

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Bob Morrison
Wörth am Rhein, Germany
"Luke, use the source!"
BLOG - PHOTOS - Thingiverse

Vielen Dank für die schnellen Antworten.

Das Teil hat in der Tat Maße von ungefähr 20 x 20 x 8 mm, nicht 200 mm.

Schwarz soll das Teil deshalb werden, damit es später Streulicht im Optimalfall absorbiert und nicht reflektiert. Das ist für die Anwendung zwingend notwendig. Die Anforderung "schwarz" klingt erst einmal nicht so kompliziert, allerdings habe ich gesehen, dass bei Verfahren wie Stereolithographie teilweise nur milchige bzw. graue Werkstoffe zur Verfügung stehen. Es kann aber durchaus sein, dass ich da nochmal besser gucken muss.

50 °C sind etwas zu wenig, weil ich mit etwas Wärmeeintrag durch eine LED rechnen muss. Und auch sonst, sind 50 °C nicht viel. In der Sonne sollte man das Teil nicht liegen lassen. Deshalb peile ich eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 70 °C an, um weniger Bauchschmerzen zu haben.

Die Toleranz für die Fertigung von 0,05 mm sind natürlich sportlich, aber für klassische Dreh- und Frästeile (auch bei Kunststoffen!) nicht unüblich. Das Teil selbst muss ein Schutzfenster aufnehmen (einklipsen) - wenn da die Toleranzen nicht stimmen, ist der ganze Charme des 3D-Drucks dahin. Bei 0,1 mm und schlechter fürchte ich, dass das Schutzfenster in dem Teil wackelt oder gar nicht erst aufgenommen werden kann.

Ich bin mir noch nicht ganz im Klaren darüber, inwieweit Schichtdicke und Fertigungstoleranzen bei einem 3D-Druck zusammenhängen. Hier z.B. werden Schichtstärke von 0,016 mm für die Stereolithographie angegeben. Das ist die ideale Voraussetzung für eine präzise Fertigung. Wenn man mit Schichtstärken von über 0,1 mm handtiert, kann die Fertigung aus meiner Sicht schon gar nicht besser werden.

Da fehlt dir einiges an Verständis.
X, Y Genauigkeit und Lagenhöhe sind zwei Paar Schuhe.
Außerdem scheinst du bei deiner Konstruktion nicht zu beachten, dass sich Kunststoff auch verformt.
Es muss nicht auf 0,05 genau sein. Gerade wenn du nur etwas eindrücken/knipsen willst.
Rastnasen usw. wie sie in vielen Alltagsgegenstände vor kommen sind niemals eng toleriert.
Man muss die Konstruktion so anpassen, dass durch Verformen unter Beachtung der Fertigungstoleranzen die Funktion gegeben ist.

Klassische Dreh- und Frästeile sollte man auch nur so genau wie nötig auslegen und nicht überall mit 0,05 mm tolerieren.
Außerdem war hier zuvor von Spritzguss die Rede.

Die Charme des 3D Drucks besteht darin komplexe Einzelteile schnell und vergleichsweise günstig zu bekommen.
Wenn du das Geld hast dann lass es doch einfach fräsen.

Quote
Chaosstifter

Klassische Dreh- und Frästeile sollte man auch nur so genau wie nötig auslegen und nicht überall mit 0,05 mm tolerieren.

Die Charme des 3D Drucks besteht darin komplexe Einzelteile schnell und vergleichsweise günstig zu bekommen.
Wenn du das Geld hast dann lass es doch einfach fräsen.

So ist es, vor allem wenn es eine Kleinserie oder nur ein Prototyp ist, wird kein Zerspaner froh sein über eine Toleranzbreite von 0,05, also +-0,025.

Und wenn es dann entspiegelt und schwarz, also mit matter Oberfläche sein soll, dann müsstest das Ding noch beschichten lassen, und dann kommen nochmal Toleranzen von der Beschichtung hinzu(je nach Verfahren und Preis). Weswegen dann eher im Bereich von +-0,01 bis +-0,02 gefertigt werden müsste.

Also deine Anforderungen zielen eher auf ein Frästeil, als auf ein Kunststoffteil ausm 3D-Drucker(egal welches Verfahren). Besonders was Maßhaltigkeit und Temperatur angeht. Die 0,016mm von Stereolithografie ist hochgenau, aber einerseits ist das die Schichtdicke (Genauigkeit geben sie mit 100 mikrometer = 0,1mm an) und andererseits wie du sagst, hier ist die Farbe auch ein Problem, also wieder schwärzen, und da weiß dann niemand genau wo er welche Toleranz hat.

Die Seite die durch gepostet hast, ist doch mal eine gute Adresse um eine Preisanfrage zu machen, und die haben ja wirklich alle Verfahren im Programm.

Ich würde denen die Daten schicken und ein Angebot abgeben lassen.

Mit dem normalen 3D Drucker ist nur ABS im Temperaturbereich deiner Anforderungen, aber wohl nie in Sachen Toleranz.
Und wie immer gilt : Qualität hat seinen Preis.

2-mal bearbeitet. Zuletzt am 28.01.15 03:16.

Quote
ISFS
Hallo zusammen,

ich bin aktuell auf der Suche nach einer Möglichkeit, ein Teil mit ca. 20 x 20 x 8 mm per 3D-Druck fertigen zu lassen. Dazu gibt es spezielle Anforderungen:

- schwarzer Werkstoff
- Temperaturbeständigkeit mindestens 70 °C und höher
- Fertigungstoleranz besser als 0,05 mm

Meine Fragen sind:

- Welches Verfahren bietet sich hierfür an?
- Welcher Werkstoff ist entsprechend geeignet?
- Welcher Anbieter kann so etwas?

Meine Frage ist, warum postest du das im Projekte Forum? Es gibt ein Unterforum speziell für Materialien.

---

[www.bonkers.de]
[merlin-hotend.de]
[www.hackerspace-ffm.de]

Quote
Chaosstifter
Da fehlt dir einiges an Verständis.

Deswegen bin ich in diesem Forum.

Quote
Chaosstifter
Es muss nicht auf 0,05 genau sein. Gerade wenn du nur etwas eindrücken/knipsen willst.
Rastnasen usw. wie sie in vielen Alltagsgegenstände vor kommen sind niemals eng toleriert.
Man muss die Konstruktion so anpassen, dass durch Verformen unter Beachtung der Fertigungstoleranzen die Funktion gegeben ist.

Der Ansatz, die Funktion auch bei Verformung zu erhalten, ist einleuchtend und sicherlich ein wesentlicher Punkt beim 3D-Design. Bei der Konstruktion ist dies auch schon berücksichtigt. Dennoch bin ich mir unsicher, wie genau die Toleranz wirklich sein muss. Natürlich sind 0,05 als Wunsch formuliert, aber wenn das Fensterchen, das ich einklipsen möchte, auch schon +-0,05 als Toleranz hat und dauerhaft fest sitzen soll, sind in diesem Fall geringe Toleranzen nötig. Deshalb war die Eingangsfrage ja auch, ob es überhaupt ein solches Druckverfahren mit entsprechenden Toleranzen gibt.

Quote
Chaosstifter
Klassische Dreh- und Frästeile sollte man auch nur so genau wie nötig auslegen und nicht überall mit 0,05 mm tolerieren.

Das ist grundsätzlich klar und richtig. Ich sehe den Unterschied von 3D- und Frästeilen unter anderem darin, dass es dem 3D-Drucker prinzipiell egal sein kann, wie kompliziert meine Struktur ist. Der Mann an der Fräse bekommt bei jeder zusätzlichen Kante und Stufen einen Vogel bzw. lässt es mich im Geldbeutel spüren.

Quote
Chaosstifter
Wenn du das Geld hast dann lass es doch einfach fräsen.

Der Witz an dem gewünschten Teil ist gerade, dass es eine quasi unfräsbare Struktur hat. Die (fräsbare) Variante von dem Teil hat nicht das Einklips-Feature, was nicht optimal ist.

Quote
Luft
Und wenn es dann entspiegelt und schwarz, also mit matter Oberfläche sein soll, dann müsstest das Ding noch beschichten lassen, und dann kommen nochmal Toleranzen von der Beschichtung hinzu(je nach Verfahren und Preis). Weswegen dann eher im Bereich von +-0,01 bis +-0,02 gefertigt werden müsste.

Du hast das Problem richtig erkannt. Ich würde allerdings, wenn der Werkstoff schon schwarz ist, der Einfachheit halber auf eine Nacharbeit verzichten - selbst wenn die Oberfläche teilweise spiegelt und nicht matt ist.

Quote
Luft
Also deine Anforderungen zielen eher auf ein Frästeil, als auf ein Kunststoffteil ausm 3D-Drucker(egal welches Verfahren).

Vielleicht ist das derzeit tatsächlich so. Die ganze 3D-Druckerei ist neu für mich und vielleicht muss ich in 10 Jahren noch einmal wiederkommen. Für mich ist dies letztlich ein Testlauf, ob 3D-Drucke auch als Serien-Teile ausreichend gut sein können. Und wenn ja, mit welchem Verfahren usw..

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Luft
Mit dem normalen 3D Drucker ist nur ABS im Temperaturbereich deiner Anforderungen, aber wohl nie in Sachen Toleranz.

ABS klingt für mich auch nicht schlecht. Toleranzen... ich werde es eventuell bald genauer wissen. ;-)

Quote
Luft
Und wie immer gilt : Qualität hat seinen Preis.

Das soll so sein und ist auch ok.

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Srek
Meine Frage ist, warum postest du das im Projekte Forum? Es gibt ein Unterforum speziell für Materialien.

Ich hatte es überlegt, mich dann aber für "Projekte" entschieden, weil es nicht nur eine Material-Frage ist, sondern auch um Druckverfahren geht. Außerdem ist das für mich tatsächlich ein Projekt - nennen wir es "Machbarkeitsstudie zur Serienreife von 3D-Druckverfahren für komplex-strukturierte Kleinteile". ;-)

Ich bin aber auch einverstanden, wenn ein Moderator das Thema verschiebt.

Quote
ISFS

Vielleicht ist das derzeit tatsächlich so. Die ganze 3D-Druckerei ist neu für mich und vielleicht muss ich in 10 Jahren noch einmal wiederkommen. Für mich ist dies letztlich ein Testlauf, ob 3D-Drucke auch als Serien-Teile ausreichend gut sein können. Und wenn ja, mit welchem Verfahren usw..

ABS klingt für mich auch nicht schlecht. Toleranzen... ich werde es eventuell bald genauer wissen. ;-)

Das soll so sein und ist auch ok.

Naja also serienreife geht schon, nur halt mit größeren Toleranzen Glaub beim Dreamliner war das, wo diese Verblendung und die Einstelldüse der Lüftung/Klimaanlage ausm 3D-Drucker gefertigt worden ist, um schnell ne Lösung zu haben da ne Spritzgusform zu lange gedauert hätte. Blöd für die bzw. gut für den 3D-Druck war dass die Teile auch bei der Abnahme noch verbaut waren und jetzt müssen alle gebauten Dreamliner des Modells mit Lüftungsteilen ausm 3D drucker gebaut werden.

In dem Fall wirst du nicht drumherum kommen, das einfach auszuprobieren, bei nem Teil aus ABS für 12€ von der Seite da, machst nichts falsch und dann schaust dir einfach mal an, inwiefern das ganze passt und eventuell kann man konstruktiv noch eine Einstellmöglichkeit vorsehen, mit der man dann etwaige Toleranzen ausgleichen kann.

Grüße und viel Erfolg

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 28.01.15 04:37.

Könntest Du vielleicht mal kurz erläutern, um was für ein Teil es sich handelt und welchen Zweck es erfüllt? Ggf. mit Zeichnung?

Quote
Luft
In dem Fall wirst du nicht drumherum kommen, das einfach auszuprobieren, bei nem Teil aus ABS für 12€ von der Seite da, machst nichts falsch und dann schaust dir einfach mal an, inwiefern das ganze passt und eventuell kann man konstruktiv noch eine Einstellmöglichkeit vorsehen, mit der man dann etwaige Toleranzen ausgleichen kann.

Genauso ist es jetzt auch geplant - learning by doing. Besten Dank für die Hilfe!

Quote
hsiegel
Könntest Du vielleicht mal kurz erläutern, um was für ein Teil es sich handelt und welchen Zweck es erfüllt? Ggf. mit Zeichnung?

Es ist eine Hülse, die um eine LED gelegt wird. Die Hülse selbst trägt zwei Gläser in sich. Im Anhang ist ein Querschnitt der Konstruktion zu finden (der Halbkreis ist die LED). Bei diesem Teil handelt es sich allerdings um die fräsbare Variante, bei der man die Gläser einkleben muss. Der Klebevorgang soll beim Druck-Teil durch ein Einklipsen ersetzt werden, so dass Haltekanten benötigt werden - mit entsprechender Toleranz! :-)

Okay naja aber dann brauchst die Toleranz für den Abstand von der LED oder?

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 28.01.15 04:51.

Quote
Luft
Okay naja aber dann brauchst die Toleranz für den Abstand von der LED oder?

Der Abstand ist zwar auch wichtig, aber nicht so entscheidend, solange er nach dem Einbringen der Gläser fest bleibt (kein Wackeln/Bewegen der Gläser). Die Toleranzen sind deshalb wichtig, weil die Gläser fest sitzen sollen, d.h., es wird eine Art Klemmung durch die Hülse auf die Gläser konstruiert. Eine echte Passung mit extrem engen Toleranzen würde hier nicht funktionieren.

Wie man in der Abbildung erkennt, ist in dem Teil insgesamt nicht viel Platz (ca. 8 mm Höhe). Da wäre es schön, wenn man die Gläser nicht auf einen 0,1 -0,2 mm Rand kleben muss.

Naja da das Glas ja relativ fest ist im Vergleich zum Kunststoff sollte man da doch eine Presspassung gut hinbekommen.
Evtl. ist eine schwache Auswölbung die sich vom Glas gut verpressen lässt möglich.
Man will ja nicht das ganze Kunststoffteil unter Spannung haben.

.... ich glaube, bei der vorstehenden Diskussion wurde noch nicht bedacht, dass es auch Toleranzen bei der Zeichnung gibt. Mit welchem CAD-Programm auch immer, wird es da Unwägbarkeiten geben, die die vorgegebenen 0,05 mm Toleranz schon auffressen können. Denn die CAD-Zeichnung muss ja auch erst mal in STL umgewandelt werden.
Meine Idee wäre, die beiden Gläser in ein hochgenaues Frästeil zu setzen und dieses dann in ein gedrucktes Gehäuse. Das sollte möglich sein.
Und im Übrigen: Probieren geht über studieren. Hier gibt es sicher genug Members, die über die entsprechende Erfahrung und maschinelle Einrichtung verfügen, um ein paar Probeexemplare raus zu lassen.

H.

Quote
ISFS
Der Abstand ist zwar auch wichtig, aber nicht so entscheidend, solange er nach dem Einbringen der Gläser fest bleibt (kein Wackeln/Bewegen der Gläser). Die Toleranzen sind deshalb wichtig, weil die Gläser fest sitzen sollen, d.h., es wird eine Art Klemmung durch die Hülse auf die Gläser konstruiert. Eine echte Passung mit extrem engen Toleranzen würde hier nicht funktionieren.

Wie man in der Abbildung erkennt, ist in dem Teil insgesamt nicht viel Platz (ca. 8 mm Höhe). Da wäre es schön, wenn man die Gläser nicht auf einen 0,1 -0,2 mm Rand kleben muss.

Okay also wenn es nur um einen Presssitz geht, den sollte man ein bisschen ausprobieren gut hinbekommen. Habe neulich für Kugellager eine Übergangspassung gemacht, klar die Lager hätte ich auch einschlagen können, aber ich konnte sie mit der Hand in den Lagersitz drücken. Aber wenn gar nichts hilft an der Stelle lockal erwärmen oder eben das Glas erwärmen und mit ner geführten Vorrichtung eindrücken ( kann man sich wunderbar ausdrucken ) Oder kurz Dremel anwerfen entgraten und gut ist.
Und konstruktiv so vorsehen , dass eine gute Zentrierung erfolgen kann -> Fase

Wie fest müssen die Gläser denn sitzen? Mit dem 3D-Drucker sollte es relativ leicht möglich sein eine Art "Feder" zu drucken die die Gläser in Position hält.

Zumindest für das innen liegende Glas sollte das doch möglich sein, oder?



Kann man auch wesentlich filigraner bauen oder auch so, dass man es von außen fast nicht sieht, wenn das Glas drin ist.

Ciao, Udo

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 28.01.15 07:58.

Und wenn du das Glas einfach erwärmst und einpresst?! Dann stört auch das zehntel oder zwei nicht.

---

Prusa Air 2
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Eigenbau X300 Y500 mit verlängertem Merlin Hotend
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horst.w
.... ich glaube, bei der vorstehenden Diskussion wurde noch nicht bedacht, dass es auch Toleranzen bei der Zeichnung gibt. Mit welchem CAD-Programm auch immer, wird es da Unwägbarkeiten geben, die die vorgegebenen 0,05 mm Toleranz schon auffressen können. Denn die CAD-Zeichnung muss ja auch erst mal in STL umgewandelt werden.

Danke für den Hinweis mit den STL-Toleranzen. Da werde ich die Datei entsprechend sein einstellen, dass die Toleranzen klein sind.

Quote
Kenny-F-Powers
Und wenn du das Glas einfach erwärmst und einpresst?!

Ganz blöde Gegenfrage: Dehnt sich Glas nicht in der Regel aus, wenn es erwärmt wird?

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 29.01.15 10:19.

Quote
ubit
Wie fest müssen die Gläser denn sitzen? Mit dem 3D-Drucker sollte es relativ leicht möglich sein eine Art "Feder" zu drucken die die Gläser in Position hält.
Zumindest für das innen liegende Glas sollte das doch möglich sein, oder?

Danke für den Vorschlag. So in etwa sieht die aktuelle Version nun auch aus. Allerdings hat es einen umlaufenden Haltering, der dreifach geschlitzt ist. Die Gläser sollen dabei so fest wie möglich sitzen, d.h., sie dürfen sich nicht drehen und auch nicht im Falle eines Sturzes herausfallen. Und das ganze am besten für einen weiten Temperaturbereich (0 - 50°C).

Quote
ISFS

... Hinweis mit den STL-Toleranzen. ...

Die STL ist im Normalfall so eine Art Zwischenstation. Ist die Frage, was Dein Konstruktionsprogramm exportieren und das (Drucker-)Slicerprogramm importieren kann. "Obj."-Dateien wäre evtl. direkt verarbeitbar.

Aber ich meine eben auch die Toleranzen des Zeichenprogramms selbst.

H.

Quote
ISFS

Quote
Kenny-F-Powers
Und wenn du das Glas einfach erwärmst und einpresst?!

Ganz blöde Gegenfrage: Dehnt Dich Glas nicht in der Regel aus, wenn es erwärmt wird?

Bestimmt! Es wird meindestens einen Meter im Durchmesser größer,
Aber Spaß bei seite, nehmen wir mal an bei flüssigem Glas wären es 2-3 Prozent......Wen juckts
Denke mal bei 100Grad kannst du die Außdehnung sicher mit der Digitalen Bügelmessscraube messen.

Dein Kunststoff zieht sich aber beim Abkühlen auch zusammen, und das stärker als das Glas

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Hallo ISFS

Brauchen denn die 2 Gläser einen fixen/vorgegeben Durchmesser oder nur eine definierte Stärke und Flächengröße für den Lichteinfall /-Austritt?

Soll heißen, falls Du Einfluss auf die Größe der Gläser nehmen kannst, dann gestalte sie doch etwas größer im Durchmesser.
Du könntest dann durch einen fixen Durchmesser der zu druckenden Blende (mit Klemmung der Gläser) diese in eine etwas übergroß gedruckte Tasche packen.
Die Gläser können dann in dieser Tasche 1 bis 2 zehntel außermittig, aber plan im Kunstoff geklemmt sein.
Die Optik wäre dadurch nicht gestört, da nur die Blende über/unter den Gläsern den Lichtfluss regelt.

Bin ich auch dem Holzweg?

Gruß
Mike