Untersuchungen des Werkstoffverhaltens und der Anwendungsmöglichkeiten von 3D-mSLA-Druckern

Inhaltsverzeichnis

• Einführung
• Aufgabenstellung
• Vorgehensweise
• Grundlagen des Additive Manufacturing
• Additive Manufacturing
• Anwendungsgebiete
• Allgemeiner Prozessablauf
• Technischer Reifegrad des AM
• Übersicht der technologischen Prinzipien
• Fused Deposition Modeling
• Funktionsprinzip
• Vor- und Nachteile des FDM-Verfahrens
• Vorteile
• Nachteile
• Masked Stereolithographie (mSLA)
• Funktionsprinzip
• Entwicklung des Verfahrens
• Vor- und Nachteile des mSLA-Verfahrens
• Vorteile
• Nachteile
• Materialübersicht Harze für den Prusa SL1
• Umgang mit dem Prusa SL1 und dem CW1
• Schutzmaßnahmen
• Kurzanleitung
• Drucken
• Waschen
• Trocknen und Härten
• Aufräumen
• Verfahrensvergleich mSLA vs. FMD
• Optisch messbare Aspekte
• Maẞgenauigkeit
• Oberflächenqualität
• Stützstrukturen
• Maschinenstundensatz
• Fertigungszeiten
• Materialeinzelkosten und Materialverbrauch
• Ökologischer Fußabdruck
• Konstruktionsrichtlinie
• Minimale Wandstärke
• Mindestbreite einer Nut
• Mindestdurchmesser eines vertikalen Drahts
• Mindestdurchmesser einer Bohrung
• Maximalwinkel für Überhänge
• Drucken von Brücken
• Toleranzmaẞe für Passungen
• Aushöhlen eines Objektes
• Stützen und Grundschicht
• Kurzübersicht
• Werkstoffprüfung
• Grundlagen Zugversuch
• Zugprüfmaschine
• Zugprobe

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die vorliegende Bachelorarbeit zielt darauf ab, ein umfassendes Verständnis des mSLA-Verfahrens zu vermitteln und praktische Handlungsanweisungen für eine eigenständige Anwendung zu liefern. Dazu werden die Grundlagen des Additive Manufacturing beleuchtet, das mSLA-Verfahren im Detail analysiert und mit dem FDM-Verfahren verglichen.

• Verständnis des mSLA-Verfahrens und seiner Funktionsweise
• Vergleich des mSLA-Verfahrens mit dem FDM-Verfahren
• Entwicklung einer Konstruktionsrichtlinie für optimale Druckergebnisse
• Ermittlung optimaler Einstellungen für Bauteile unter Krafteinflüssen durch Zugversuche
• Bewertung der Machbarkeit und Reproduzierbarkeit eines Werkzeugeinsatzes für das Spritzgießen

Zusammenfassung der Kapitel

Die Arbeit beginnt mit einer Einführung in das Thema Additive Manufacturing und erklärt die grundlegenden Prinzipien und Anwendungsgebiete. Anschließend werden die Funktionsweise und die Vor- und Nachteile des FDM-Verfahrens erläutert. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Masked Stereolithographie (mSLA), die im Detail dargestellt wird, einschließlich ihrer Funktionsweise, Entwicklung und Materialeigenschaften.

Kapitel 5 befasst sich mit der praktischen Handhabung des Prusa SL1 3D-Druckers und des CW1-Waschbehälters. Es werden Schutzmaßnahmen und eine detaillierte Anleitung für den Druckprozess, das Waschen, Trocknen und Härten der Bauteile sowie das Aufräumen des Druckbereichs vorgestellt.

Im Kapitel 6 werden die beiden Verfahren mSLA und FDM miteinander verglichen, wobei optisch messbare Aspekte wie Maẞgenauigkeit, Oberflächenqualität, Stützstrukturen, Maschinenstundensatz, Fertigungszeiten, Materialkosten und der ökologische Fußabdruck berücksichtigt werden.

Kapitel 7 widmet sich einer Konstruktionsrichtlinie für die Verwendung des mSLA-Verfahrens. Dabei werden wichtige Parameter wie minimale Wandstärke, Mindestbreite von Nuten und Bohrungen, Maximalwinkel für Überhänge und die Konstruktion von Brücken behandelt. Es werden auch Empfehlungen für die Verwendung von Stützen und die Gestaltung der Grundschicht gegeben.

Das Kapitel 8 beschäftigt sich mit der Werkstoffprüfung und den Grundlagen des Zugversuchs. Es werden die Funktionsweise einer Zugprüfmaschine und die Eigenschaften von Zugproben erläutert.

Schlüsselwörter

Additive Fertigung, 3D-Druck, mSLA, Stereolithographie, FDM, Fused Deposition Modeling, Prusa SL1, CW1, Konstruktionsrichtlinie, Werkstoffprüfung, Zugversuch, Materialeigenschaften, Anwendungsmöglichkeiten, Vergleich, Stärken, Schwächen.