Binder Jetting (BJ)

image of Erklärung der Technologie Binder Jetting und deren Charakteristiken, Vorteile und Nachteile, Materialien, Maschinen, Hersteller, Anwendungsfälle sowie Verarbeitungskette. image of Erklärung der Technologie Binder Jetting und deren Charakteristiken, Vorteile und Nachteile, Materialien, Maschinen, Hersteller, Anwendungsfälle sowie Verarbeitungskette.

Synonyme

3D printing, 3D Druck

Prozessbeschreibung

Inkjet Druckköpfe applizieren einen flüssigen Kleber auf dünne Schichten von Pulver. Durch das Zusammenkleben des Pulvers und der einzelnen Schichten entsteht das Bauteil. Weiter lesen

Eine Binder Jetting Maschine legt eine dünne Schicht Pulver aus. Ein flüssiger Klebstoff wird mittels Inkjet Printheads (Tintenstrahl-Druckköpfe) appliziert, welcher die Pulverpartikel zusammenklebt. Die Bauplattform wird abgesenkt und die nächste Schicht Pulver darauf geklebt. So entstehen die Bauteile im Pulverbett.

Binder Jetting braucht keine Stützstruktur, da die Teile vom nicht verklebten Pulver gestützt werden. Daher kann das gesamte Bauvolumen mit mehreren Teilen aufgefüllt werden, inklusive Stapeln und Verschachteln von Teilen. Binder Jetting funktioniert mit fast jedem Material, das in Pulverform vorliegt.

Vor- und Nachteile

Binder Jetting kann Teile in Farbe produzieren. Zudem ist BJ eine schnelle und preiswerte 3D-Druck-Technologie. Die Teile, welche direkt hergestellt werden, haben allerdings beschränkte mechanische Eigenschaften. Weiter lesen

Binder Jetting funktioniert mit fast jedem Material, das in Pulverform vorliegt. Die Technologie ist verhältnissmässig schnell, günstig und einfach, da Pulverpartikel verklebt werden (im Gegensatz zu beispielsweise Laser Melting, wo Metalle unter Schutzgasatmosphäre aufgeschmolzen werden). Gewisse Binder Jetting Maschinen können Farbe mit dem Klebstoff mitdrucken und Teile in voller Farbe produzieren.

Binder Jetting Teile sind zusammengeklebte Pulverpartikel. Diese sind daher fragil und haben limitierte mechanische Eigenschaften (sofern sie nicht weiterverarbeitet werden).

Anwendungsbereiche

  • Prototypen werden in voller Farbe für Form- und Passtests mittels Binder Jetting produziert.
  • Grünteile werden hergestellt, welche mit anderen Produktionstechnologien weiterverarbeitet werden. Beispielsweise werden Binder Jetting Metallteile gesintert und infiltriert.
  • Urmodelle für den Guss werden mittels Binder Jetting produziert.
  • Gussformen und Gusskerne werden direkt aus speziellem Gusssand gefertigt.

Charakteristiken / Restriktionen

  • Maximale Bauraumgrösse: 4’000 x 2’000 x 1’000 mm3
  • Kleinste mögliche Strukturgrösse: 0.1 mm
  • Genauigkeit: +/-0.13 mm
  • Kleinste Schichtdicke: 0.09 mm
  • Schnelle Aufbaurate
  • Farbige Teile

Die Charakteristiken sind nur Anhaltspunkte, da sehr unterschiedliche Maschinen existieren.

Verarbeitungskette

Binder Jetting Teile werden oft als Startpunkt für weitere Prozesse wie Sintern und Infiltrieren oder Giessen genutzt. Weiter lesen

Produktionsplanung

Die Produktion wird in einer speziellen Software geplant. Eines oder mehrere digitale 3D-Modelle (typischerweise im STL Format) werden im Bauraum platziert. Diese werden so arrangiert, dass der Bauraum möglichst effizient ausgefüllt ist.


Nachbearbeitung

  • Pulver entfernen: Die Teile werden aus dem Pulverkuchen entpackt. Danach wird das anhaftende Pulver mittels Druckluft entfernt. Bei Bauteilen mit komplexer Geometrie kann dies zeitaufwendig sein (z.B. eingeschlossenes Pulver).
  • Infiltration: Teile können infiltriert werden um mechanische Eigenschaften, Beständigkeit oder Oberflächen zu verbessern.
  • Ofenprozesse: Grünteile aus Metall können in Öfen gesintert werden.
  • Giessen: Binder Jetting wird zur Produktion von Urmodellen oder Sandformen für den Guss verwendet.

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