GENERATIVE FERTIGUNG - DIE SCHNELLE HERSTELLUNG VON PROTOTYPEN UND FUNKTIONSTEILEN
Fraunhofer-Einrichtung für
Marine Biotechnologie (EMB)
Institutsleitung: Prof. Dr. Charli Kruse
Paul-Ehrlich-Straße 1–3
Ab 2015: Mönkhofer Weg 239a
D- 23562 Lübeck
Abteilung Biomedizinische Zelltechnik
Dr. Hans-Peter Spengler
Telefon +49 451 384448-61
Fax +49 451 384448-42
Laborgeräteentwicklung
Dipl.-Ing. (FH) Dennis Wendt
Telefon +49 451 384448-36
Fax +49 451 384448-42
www.emb.fraunhofer.de
KONTAKT
F R A U N H O F E R - E I N R I C H T U N G F Ü R
M A R I N E B I O T E C H N O L O G I E E M B
Generative Fertigungsverfahren ermöglichen direkt aus CAD-
Daten die schnelle, fl exible und kostengünstige Produktion
von Prototypen, die sich mit konventioneller mechanischer
oder gießtechnischer Fertigung gar nicht oder nur mit enor-
men Aufwand herstellen lassen.
Längst aber lassen sich mit generativen Fertigungsverfahren
nicht mehr nur Prototypen herstellen. Beispiele, wie der mit
dem Deutschen Zukunftspreis ausgezeichnete „Bionische
Handling-Assistent“ eines Forscherteams der Festo AG &
Co. KG und dem Fraunhofer IPA zeigen, dass das umgangs-
sprachlich genannte Rapid Prototyping mittlerweile in der
Lage ist, innovative Produkte und Funktionsteile bis hin zu
Serienprodukten zu fertigen.
Mit Hilfe dieser Fertigungsverfahren ergeben sich für Kon-
strukteure und Entwickler viele neue Möglichkeiten in der
Formgebung. In Kombination mit biologischen Vorbildern
(Bionik) können Funktionen und Strukturen, die z. B. extrem
leicht und gleichzeitig stabil sind, erfolgreich in Konstrukti-
onen einfl ießen. Veränderungen der Maße und Geometrien
des Bauteils lassen sich schnell vornehmen und über Nacht
neu fertigen. Weitere Vorteile sind das Entwerfen individuel-
ler Produkte und die Unterbringung mehrerer Arbeitsschritte
in einem Arbeitsgang, wie z. B. die Integration spezieller An-
schlüsse, Scharniere oder Schnappverschlüsse an Bauteilen.
EMB
INNOVATIVE PRODUKTE DURCH RAPID PROTOTYPING
VON PROTOTYPEN UND FUNKTIONSTEILEN
Die Einsatzmöglichkeiten generativ gefertigter Bauteile
sind vielseitig:
Anschauungs-/Präsentationsmodelle
Funktionsfähige Prototypen
- Schnelle Erprobung von Konstruktionsvarianten
- Bauteilerprobung durch Einbauversuche
Funktionstests
Die Abbildungen (1,2,3,4,6) zeigen einige Beispiele generativ
gefertigter Bauteile.
EINSATZ
DIENSTLEISTUNG
3D-Hand-Laserscanner
Der 3D-Scanner ist ein tragbarer Handscanner, der es erlaubt, vor-
handene Konstruktionen zu erfassen, nachzubearbeiten (Reverse
Engineering) und diese dann innerhalb kürzester Zeit mittels 3D-
Druck herzustellen. Weitere Anwendungen sind u. a. das Erstellen
von 3D-Digitaldateien (.stl Format) sämtlicher Formen.
Technische Eigenschaften
Messrate: 25.000 Messungen/s
Aufl ösung: 0,050 mm
Genauigkeit: bis zu 0,040 mm
3D-LASERSCANNER3D-DRUCKER
Formiga P100 Connex 500 Perfactory Mini Multi Lens
Verfahren Selektives-Laser-Sintern Poly-Jet Modeling Digital Light Processing
Bauraum (BxTxH) 200x250x300 mm 500x400x200 mm 44/59/84x33/44/63x230 mm
Schichtdicke 0,1 mm bis zu 0,016 mm 0,015-0,15 mm
Aufl ösung 600dpi in X u. Y 0,016-0,06 mm in X u. Y
Material PA12 Photopolymerharz Photopolymerharz
Eigenschaften - hohe Temperatur- u. - Simulieren von verschiedenen - biokompatibel
Chemikalienbeständigkeit Kunststoffen, wie z.B. Gummi, - ausbrennbar
- hohe Festig- u. Steifi gkeit ABS, Polypropylen, - ABS ähnlich
- vielfältige Nachbehandlungs- - elastisch - fexibel
möglichkeiten wie z.B. Schleifen, - blickdicht - hohe Temperatur-
Bohren, Lackieren, Tauchfärben usw. - transparent beständigkeit bis 140°C
- biokompatibel - vielfältige Nachbehandlungs- - hervorragende Oberfl ächen-
möglichkeiten struktur (Glattheit)
Anwendung - Funktionsteile - Anschauungs- und - Funktionsteile
- Schnappverbindungen u. Funktionsmodelle - Schnappverbindungen u.
bewegliche Gelenke - Passform- und Formprüfungen bewegliche Gelenke
- Bauteile, die maschinell - Schnappverbindungen u. - Gehäuseteile
nachbearbeitet werden können bewegliche Gelenke - Medizintechnik
- Gehäuseteile - Gehäuseteile - Bauteile mit feinsten
- Prototypen - Medizintechnik Strukturen
- Medizintechnik Besonderes Merkmal
- Bauteile für mechanische Tests Direkte Herstellung von Hart- u./o.
Weich-Modellen aus ein oder zwei
Komponenten in einem Bauprozess
Die Fraunhofer EMB unterstützt Sie bei der Entwicklung, Konstruk-
tion und Fertigung von Prototypen. Durch unsere verschiedenen
Technologien haben wir eine Vielzahl unterschiedlicher Materialien
und Möglichkeiten, um die optimale Lösung für Sie zu fi nden.
Auch die Produktion von Kleinserien ist möglich.
SOFTWARE
SolidWorks
SolidWorks Premium ist eine umfassende 3D-Konstruktionslösung
zum Erstellen von Modellen, Baugruppen, Zeichnungen, Animati-
onen, Simulationen und 3D-Renderings.
Mimics Innovation Suite
Diese Software dient zum Erstellen von 3D-Modellen aus CT bzw.
MRT Daten, die weiter bearbeitet und mittels eines 3D-Druckers
gefertigt werden können. Die damit modellierten und anschlie-
ßend gedruckten Modelle können z. B. als Anschauungsmodelle
für Versuche verwendet werden.
Abb. 1: 3D-Scaffold (Zellkulturoberfl äche) Abb. 3: 2-Komponentendruck Abb. 5: 3D Modell aus MRT Daten (©Materialise)Abb. 4: Modell - Fraunhofer EMB Neubau Abb. 6: Krabbe; Original, gescannt, gedrucktAbb. 2: Versuchsmodell (©FH Lübeck)