third dimensions magazine 03/15

issue 3/2015

third DIMENSIONS

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magazine

Verbatim Hochwertige Filaments

Toolcraft / APWorks Hightech Innovation

Moulding Expo Industrielle Revolution

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/ content

third DIMENSIONS

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inhalt Stratasys Europa Quo Vadis EMEA

Moulding Expo 3D-Druck im Überblick

content Stratasys / ULA Rocket Men

Makerbot

Einsatz an der Universität

INDMATEC GmbH

Arburg

Hochleistungskunststoff für FDM

Umweltfreundliche Kleinserien

Verbatim GmbH

colorfabb

Neues Marktpotential

Glanz und Gloria

Toolcraft / APWorks

3D Kitbash

Hightech Innovation

Knochen-Job

third DIMENSIONS magazine Editor in Chief: Joerg Binz Art Direction: Arno Krämer third DIMENSIONS publishing Feldkirchner Straße 1d 85599 Parsdorf / Munich Fon: +49 89 30789007 e-mail: redaktion@thirddimensions.net www.issuu.com/thirddimensions

Schwerpunkt dieser Ausgabe Wenn neue Technologien auf dem Markt drängen, wird das von den Skeptikern oft als Bedrohung empfunden. Beim 3D-Druck ist das nicht anders.

Durch die generativen Fertigungsverfahren sehen nicht wenige Unternehmen ihr Geschäftsmodell gefährdet. Manche glauben, der 3D-Drucker wird in Zukunft die ganze Branche vom Markt fegen. Doch wer nur die Risiken sieht, der verkennt die Chancen...

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/ events

Quo Vadis center, state-of-the-art showroom and training facility. It also includes three workshop rooms dedicated to supporting EMEA universities and research institutions. As Stratasys continues to pioneer 3D printing, the facilities’ workshop rooms are designed for its continued collaborations with university and research institutions as they push the boundaries of the technology. // www.stratasys.com/de / Andy Middleton Senior Vice President Stratasys General Manager EMEA

End of March Stratasys Ltd. opened its new 5.000 m², state-of-the-art EMEA Headquarter in Rheinmuenster, Germany. The new building will support the company’s goal to meet growing capacity requirements, while increasing customer service through new market-leading customer training and benchmarking facilities. The new Headquater includes an advanced benchmark

“To meet existing and future growth expectations, we have moved to a facility specifically designed to cater to our customer needs and our expanding operations. With customer service as the driving force for everything we do, our new facility features dedicated training facilities and an exceptional benchmark center, demonstrating our commitment to customers and their continued growth and success.”

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Innovationsschub durch 3D-Druck?

Ob nun als dritte industrielle Revolution oder Industrie 4.0 bezeichnet – das Thema Generative Fertigung ist in aller Munde. Manche sprechen gar von der Verdrängung der traditionellen Fertigung durch die generative Technologie. Sind diese Befürchtungen berechtigt und wo geht der Trend hin? Die Moulding Expo will hier Licht ins Dunkel bringen.

Die Rapid.Area wird auf der Moulding Expo das Themenfeld der generativen Technologien umfassend abbilden.

Wenn neue Technologien auf den Markt drängen, wird das von den Skeptikern oft als Bedrohung empfunden. Beim 3D-Druck ist das nicht anders. Durch die generativen Fertigungsverfahren sehen nicht wenige Modell- sowie Werkzeug- und Formenbauer ihr Geschäftsmodell gefährdet. Manche glauben, der 3D-Drucker wird in Zukunft die ganze Branche vom Markt fegen. Doch wer nur die Risiken sieht, der verkennt die Chancen. Die Moulding Expo bringt die etablierte Industrie und die junge, aufstrebende Branche rund um das Additive Manufacturing und den 3D-Druck zueinander.

Die Messebesucher können sich in der „Rapid.

Area“ in Halle 4 einen konzentrierten Überblick des Fachbereichs Generative Fertigung verschaffen. Etwa 30 führende Unternehmen wie die Stratasys GmbH, die RTC Rapid Technologies

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/ events GmbH, die voxeljet AG oder auch 3D Concepts sind dort zu finden. Ihre Deutschlandpremiere feiert die swiss3Dprinting, eine gerade erst gegründete Schweizer Initiative zur Förderung von additiven Produktionstechnologien. Beim Rapid Manufacturing steht aktuell der Prototypenbau im Vordergrund - in der Rapid.Area wird jedoch keine inhaltliche Trennlinie zum Werkzeugbau

Kostenfreier Eintritt!

Wer sich gerne von den vielfältigen Möglichkeiten des 3D-Druck´s auf der Moulding Expo 2015 überzeugen möchte, dem bieten wir die Gelegenheit: 50 Eintrittskarten stehen zur Verfügung – natürlich kostenlos für unsere Leser! Senden Sie uns einfach eine Email mit dem Stichwort „Moulding Expo“ im Betreff an die redaktion@thirddimensions.net

gezogen. Denn vom 3D-Modell ist man schnell beim Formeinsatz für eine Kleinserie.

Fachvorträge renommierter Referenten zu Technologien im Werkzeug und Formenbau ergänzen das umfangreiche Programm der Moulding Expo. Mehr Informationen zur Messe finden Sie unter // www.moulding-expo.com /

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Das Marktpotential spricht fUEr sich

Bis dato war Verbatim als Unternehmen für Speicherlösungen wie CDs, DVDs, externe Festplatten oder Speicherkarten bekannt. Ab sofort mischt das Unternehmen mit einer Reihe von hochwertigen ABS-, PLA- und weiteren speziellen Materialien im Markt der 3D-Filaments mit.

Die 3D-Druck-Branche erfährt derzeit eine positive Entwicklung und profitiert von einem beispiellosen Wachstumsschub. Die Marktforscher von Gartner erwarten weltweit einen Anstieg bei der Auslieferung von 3D-Druckern von ca.

110.000 Stück in 2014 auf mehr als 2,3 Millionen Stück in 2018. Als Tochterunternehmen der Mitsubishi Chemical Holdings Group hat es sich Verbatim zum Ziel gesetzt, der weltweit führende Zulieferer der wachsenden 3D-Druckerindustrie zu werden.

Neben den ABS- und PLA-Filaments wurde Ende März auf der 3D Printshow in Berlin das flexible „PRIMALLOY“-Hochfestigkeits-Filament

Rüdiger Theobald, EUMEA Marketing Director, Verbatim GmbH

„Die 3D-Druck-Branche erfährt derzeit eine positive Entwicklung und profitiert von einem beispiellosen Wachstumsschub.

Aktuell kommen zunehmend neue und technisch ausgereiftere 3D-Drucker auf dem Markt, die für die Nutzung im privaten Bereich, an Schulen und Universitäten sowie für wichtige Geschäfts- und Industrieanwendungen bestimmt sind. Verbatim wird diesem Marktpotential ab sofort mit hochwertigen Filaments gerecht.“

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/ news und eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit sowie eine Härtestabilität in großen Temperaturbereichen.

Die Verbatim-Filaments sind in verschiedenen kräftigen Farben als 1 Kg-Spule in den Durchmessern 1,75 mm bzw. 2,85 mm erhältlich. Weitere Informationen finden Sie unter // www.verbatim.com /

– ein thermoplastisches Elastomer (TPE), das im Vergleich zu Standardmaterialien eine größere Flexibilität und Gummielastizität aufweist – vorgestellt. Das Material eignet sich zum Beispiel ideal für den Automobilsektor (Türverschlüsse, Schutzummantelungen) sowie für Prototypen im Haushalt oder in der Industrie (Zahnbürsten, Schutzbrillen, Griffelemente, Elektrowerkzeuge, Mobiltelefone). Zu den besonderen Eigenschaften von PRIMALLOY gehören eine gute mechanische Festigkeit, Ölbeständigkeit, Chemikalienbeständigkeit, Biegewechselfestigkeit

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Hochleistungskunststoff fuer FDM Dass die technischen Möglichkeiten des FDM 3D-Drucks noch lange nicht ausgeschöpft sind, beweist das deutsche Start-Up INDMATEC. FDM – Fused Deposition Modeling – ist ein Druckverfahren des Rapid Prototyping, bei dem das Werkstück schichtweise aus einem schmelzfähigem Kunststoff aufgebaut wird. Der INDMATEC GmbH ist es nun gelungen den Hochleistungskunststoff „PEEK / Polyetheretherketon“ auf einem marktüblichen FDM-Drucker einzusetzen.

Bisher war es nur möglich, PEEK mit den üblichen Verarbeitungsmethoden wie CNC-Fräsen oder im Spritzgussverfahren zu bearbeiten. Mit dem additiven Fertigungsverfahren kann man das Material nun auch ohne Verluste nutzen und Material einsparen. Allerdings hat PEEK einen Schmelzpunkt von ca. 343 °C. Aus diesem Grund wird auch ein entsprechender Druckkopf (Hot-End) benötigt.

Neben dem hohen Schmelzpunkt ist der Hochleitungskunststoff nicht nur härter und zugfester als herkömmliches PLA oder ABS Filament, sondern auch abriebfest und resistent gegenüber vielen Chemikalien - ideal für technische Anwendungen in der Luft- und Raumfahrtindustrie, der Automobilbranche oder dem Chemieingenieurswesen. Die INDMATEC GmbH bietet seinen Kunden nicht nur das Know-How aus der Materialwissenschaft, sondern unterstützt diese auch bei der Umrüstung von Druckern, der Optimierung von Druckparametern oder bei Beratungen und Schulungen zum Thema FDMDruck. Weitere Informationen zum Hochleistungskunststoff PEEK finden Sie unter // www.indmatec.com /

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Knochen-Job Was möchte der Besitzer eines 3D Druckers?

Drucken! Ob sinnvolle oder sinnlose Objekte, die bekannten Plattformen bieten dazu die unterschiedlichsten Dateien an. Neues in dieser Rubrik bietet 3DKitbash.com an. Mit den „Boneheads2“ geht der bekannte Anbieter nun via Kickstarter erneut an den Start. Die Zielgruppe ist klar: alle die das skurrile Etwas lieben und ein bisschen verrückt sind. Also eine breite Zielgruppe – ob Mama´s und Papa´s, Hobbydrucker oder auch bildungswillige Lehrkräfte: 3DKitbash hat für alle den richtigen Druckjob.

Die Objekte werden über einen eigenen Shop vertrieben und sind so angelegt, dass sie auf jedem Einsteiger 3D-Drucker mit 100x100 mm Druckplatte verarbeitet und ohne Supportmaterial gedruckt werden können. Neben den Boneheads bietet 3DKitbash auch die Aktionfigur „Niq“ sowie die Fashionpuppe „Quin“ an. Mehr Informationen zu den Boneheads finden Sie in Kickstarter.com oder unter // www.3DKitbash.com /

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Glanz und Gloria

Was nützt der beste 3D-Drucker, wenn nicht das geeignete Verbrauchsmaterial (Filament) vorhanden ist – und das natürlich in den unterschiedlichsten Farbvariationen. Doch manche Farbauswahl kommt an ihre Grenzen, wenn der Anwender ausgefallene Objekte drucken möchte – zum Beispiel in Messing, Bronze, Kupfer oder Holz und Bambus. Hier hat der niederländische Hersteller colorFabb die Lösung. Seit kurzem führt er diese Filaments im Programm. Darüber hinaus steht dem Anwender nun auch das neue colorFabb XT-CF20, ein mit 20% Carbonfasern

angereichertes, kohlenstofffaserverstärktes Filament, zur Verfügung. Das auf dem Amphora 3DPolymer von Eastman Chemical basiert Produkt verfügt über interessante Eigenschaften wie etwa eine extrem hohe Biegefestigkeit, geringe Bruchdehnung, eine hohe Schmelzfestigkeit und -viskosität, hohe Maßgenauigkeit sowie eine matt-schwarze Oberfläche.

Die neuen Filaments sind ab sofort bei colorFabb erhältlich. Weitere Informationen und Spezifikationen finden Sie unter // www.colorfabb.com /

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Umweltfreundliche Kleinserien Der deutsche Maschinenbauer Arburg gehört zu den bekannten Herstellern von Spritzgießmaschinen – sowie einem innovativem System für die additive Fertigung: dem Freeformer. Mit dem Freeformer hat das Unternehmen sein industrielles Produktionsangebot für die Kunststoffverarbeitung funktionsfertiger Einzelteile und variantenreicher Kleinserien erweitert. Beim Arburg Kunststoff-Freiformen (AKF) bilden handelsübliche, kostengünstige Kunststoffgranulate die Grundlage – einer der Vorteile gegenüber anderen Verfahren der additiven Fertigung.

Das Granulat wird ähnlich wie beim Spritzgiessen zunächst in einem Plastifizierzylinder eingeschmolzen. Eine starre Austragseinheit mit spezieller Düse trägt kleinste Kunststofftropfen

mittels hochfrequenter Piezotechnik schichtweise auf den Bauteilträger auf. Der bewegliche Bauteilträger wird so positioniert, dass jeder Tropfen auf die vorher berechnete Stelle gesetzt wird. So entsteht Schicht für Schicht das gewünschte dreidimensionale Bauteil. Vorteil des Freeformer: es fallen weder Staub noch Emissionen an und somit sind keine Absauganlagen oder Kühlwasser notwendig. Weitere Informationen finden Sie unter // www.arburg.com /

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Innovation fUEr Hightech-Bauteile

Hochfestes Aluminiumpulver für Hightech Bauteile

Das Metall-Laserschmelzen erfreut sich einer steigenden Beliebtheit. Das Verfahren hat den Sprung vom Rapid Prototyping zur anerkannten Fertigungstechnologie gemeistert. Grundsätzlich kann dabei jedes Material verarbeitet werden, das schweißbar ist. Bei Toolcraft kommen Nickelbasis- und Titanlegierungen, Edel- und Werkzeugstähle sowie Aluminium-Silizium-Legierungen zum Einsatz. Ab sofort verarbeitet das Unternehmen auch eine hochfeste Aluminiumlegierung der Firma Airbus APWorks – dieser ist es gelungen, ein Pulver herzustellen, das neben den positiven Eigenschaften von Aluminium auch eine sehr hohe Festigkeit bei guter Bruchdehnung aufweist. Das so genannte „Scalmalloy“ ist derzeit einzigartig am Markt.

Die Vorteile des Metall-Laserschmelzens liegen auf der Hand: die Herstellung komplexer Geometrien, die Verarbeitung schwer zerspanbarer

Materialien, sowie eine Bauteileerzeugung innerhalb kürzester Zeit bei besonders geringem Werkstoffabfall. Toolcraft arbeitet stets an der Verbesserung des Verfahrens sowie an der Erweiterung seiner Materialbasis – Scalmalloy ist hier eine perfekte Ergänzung. Es ist ein korrosionsbeständiges Material mit der spezifischen Festigkeit von Titan bei gleichzeitig hoher Zähigkeit. Zudem ist es mehr als doppelt so fest

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wie aktuell verwendete Aluminium-Silizium-Pulver. Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich Scalmalloy hervorragend für High Performance Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, dem Automobilbereich sowie dem Spezialmaschinenbau.

Im Bereich Additive Layer Manufacturing bieten Toolcraft und die APWorks GmbH die gesamte Wertschöpfungskette der additiven Fertigung

– angefangen von der Optimierung der Bauteile, über die geeignete Werkstoffauswahl bis hin zur Fertigung von qualifizierten Serienbauteilen. Das High Performance Aluminiumpulver Scalmalloy wird exklusiv von APWorks hergestellt und vertrieben. Somit lässt sich der Qualitätsanspruch der Luftfahrt auch in andere Kundengruppen transferieren. Weitere Informationen zu den beiden Unternehmen sowie Scalmalloy finden Sie unter // www.toolcraft.de / // www.apworks.de /

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Rocket Men Sind Sie der Meinung, 3D-Drucker sind nur eine Modeerscheinung für Bastler und Heimwerker und dienen nur zur Herstellung von „Schnickschnack“? Oder zur Fertigung von Prototypen? Dann sollten Sie mal mit dem Raketenhersteller United Launch Alliance (ULA) sprechen.

ULA stellt Trägerraketen für die NASA, die Air Force und für kommerzielle Satelliten her und ULA sieht im 3D-Druck ein professionelles Werkzeug, das seit mehr als 25 Jahren auf dem Markt ist und zunehmend in Produktionsprozesse Einzug hält. ULA ist ein Spezialist für Anwendungen unter extremen Bedingungen. Die günstigste Raketenvariante kostet rund 165 Mio. US-Dollar. Die Raketen müssen Satelliten im Wert von mehreren Mrd. US-Dollar und einem Gewicht von über 27.000 Tonnen ins Weltall bringen.

Mit dem Erwerb von zwei Fortus 900mc 3D-Produktionssystemen von Stratasys begann ULA mit der Weiterentwicklung der Leitungen für

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das Umgebungskontrollsystem (Environmental Control System – ECS) der Atlas V. 2016 startet die Rakete mit den neuen 3D-Elementen. Die ECS-Leitungen sind ein wesentlicher Bestandteil bei der Countdown-Sequenz vor dem Start. Sie liefern flüssigen Stickstoff zur sensiblen Elektronik im Raketentriebwerk.

Das Vorgängermodell der ECS-Leitungsbaugruppe bestand aus 140 Bauteilen. Durch eine Überarbeitung des Designs mithilfe von FDM 3D-Druck und dem Thermoplast „ULTEM 9085“ konnte ULA die Anzahl der Bauteile auf 16 redu-

zieren. Dadurch konnte die Einbauzeit erheblich verkürzt und die Bauteilkosten um 57 Prozent gesenkt werden.

Die Atlas-V-Trägerrakete wird nicht das einzige Startraketensystem bleiben, bei dem 3D-Druck zum Einsatz kommt – ULA hat sich anspruchsvolle Ziele gesteckt und möchte in der nächsten Raketengeneration weit über 100 3D-gedruckte Bauteile verwenden. Weitere Informationen finden Sie unter // www.ulalaunch.com / // www.stratasys.com /

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Ein 3D-Drucker macht Wind Am Lehrstuhl für Windenergie der Universität Stuttgart wird jedes Wintersemester mit etwa 20 Studierenden ein Windenergieprojekt durchgeführt. Dabei wurden im Wintersemester 2013/2014 erstmals Rotorblätter, Nabe und Gondel mit dem MakerBot Replicator 2 hergestellt. Ziel dieses Windenergieprojektes war der Bau einer Kleinwindenergieanlage für einen Schwachwindstandort. Nach der aerodynamischen- und strukturellen Auslegung der Rotorblätter wurden erste Optimierungen für die Fertigung im MakerBot Replicator 3D-Drucker durchgeführt. Die segmentweise gedruckten Schalen der Rotorblätter verbanden die Studenten nach dem Druck und verstärkten diese mit Hilfe von Kohlefasern und Harz entlang des Holms. Die so gefertigten Rotorblätter werden schließlich im Böenwindkanal getestet und die Ergebnisse mit den theoretischen Annahmen

und Simulationen verglichen. Die mit dem Replicator 2 gedruckten Rotorblätter bieten den Studenten eine hohe aerodynamische Güte, da sie beliebige Profile und Konturen – auch für den Blattanschluss – drucken können. // www.eu.makerbot.com / // www.ifb.uni-stuttgart.de/windenergie / Dipl.-Ing. Friedemann Beyer, Stuttgarter Lehrstuhl für Windenergie an der Universität Stuttgart

„Das einfache, zuverlässige und kostengünstige Druckverfahren mit dem Makerbot Replicator 2 ermöglicht den unkomplizierten Einsatz in studentischen Projekten, bei denen Forschen und Entwickeln im Mittelpunkt stehen.“

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