3D-Druck eines Spindelpressenmodells

1. Einleitung

In diesem Laborversuch wurde ein Spindelpressenmodell der Firma H&T Produktionstechnologie GmbH im Maßstab 1:18 gedruckt. Das Modell sollte modular aufgebaut sein, sodass das Kopfstück und der Stößel ausgetauscht werden können, um die Presse von vier auf zwei Spindeln umzubauen. Das Modell besteht aus insgesamt 17 Bauteilen. Ziel des Projekts war es, das mechanische Design realitätsnah darzustellen und ein funktionsfähiges Modell zu erstellen.

2. Material und Methode

Drucker: Formlabs Form 3L und Formlabs Form 3
Druckmaterial: Formlabs Standard Resin (Weiß)
Schichthöhe: 25 µm
3D-Modell: Erstellt mit Autodesk Inventor und als STL-Datei für den Drucker exportiert
Druckzeit: Ca. 60 Stunden
Post-Processing:
- Bauteile wurden nach dem Druck gewaschen und von den Angüssen befreit.
- Glättung der Oberfläche mit Schleifpapier (Körnung 400).
- Gewinde für die Zuganker wurden händisch geschnitten.
- Aushärtung der Bauteile unter UV-Licht.

3. Beratungsgespräch

Vor Beginn der Prozessdurchführung fand ein Beratungsgespräch mit Frau Prof.-Dr.-Ing. habil. Nickel, Herrn Fischer und Herrn Förster statt. Dabei wurden die wichtigsten Schritte des 3D-Drucks und die anschließende Montage des Modells besprochen. Die Expertise der Beteiligten trug dazu bei, den Prozess effizient zu gestalten und potenzielle Probleme frühzeitig zu identifizieren und zu beheben. Insbesondere die Auswahl des geeigneten Resins sowie die genaue Vorgehensweise bei der Nachbearbeitung und Montage wurden diskutiert.

4. Durchführung

Der erste Druckversuch wurde mit farblosem Resin durchgeführt, stellte sich jedoch als ungeeignet heraus. Der endgültige Druck erfolgte daher mit weißem Resin, was die gewünschten Ergebnisse lieferte. Der Druckvorgang wurde durch den Laboringenieur Herr Fischer überwacht, der auch Vorschläge zur Verbesserung des 3D-Modells gab. Nach dem Druckprozess wurden die Bauteile zunächst von der Aufbauplatte aus Aluminium gelöst und anschließend gewaschen, von den Angüssen entfernt und mit Schleifpapier bearbeitet. Die Gewinde für die Zuganker im Seitenständer wurden manuell geschnitten. Anschließend härteten die Bauteile unter UV-Licht aus. Die Bauteile wurden dann grundiert, mit Sprühfarbe lackiert und Details mit einem Modellbaupinsel von einer Zeichnerin bemalt. Die Bemalung erfolgte sorgfältig, um den Bauteilen das gewünschte Erscheinungsbild zu verleihen.

Die Spindeldummys, wurden als Stufenzylindern aus Edelstahl gefertigt wurden, mit Gewindestangen und Muttern wurden die Zuganker am Kopfstück dargestellt. Nach der Bemalung und Aushärtung wurden sie zusammen mit den Motoren und der Tischplatte mit Kunststoff- und Metallkleber montiert.

5. Ergebnisse

Das fertiggestellte Modell weist eine hohe Detailgenauigkeit auf. Die modulare Bauweise erlaubt den Wechsel zwischen 4- und 2-Spindelkonfigurationen. Die Edelstahlspindeln wurden erfolgreich als Dummys für das Modell hergestellt. Die Bemalung und Montage verliefen reibungslos, und das Modell repräsentiert die mechanischen Eigenschaften der echten Presse.

6. Diskussion

Obwohl der erste Versuch mit farblosem Resin nicht erfolgreich war, lieferte der Wechsel zu weißem Resin das gewünschte Ergebnis. Die händische Nachbearbeitung war notwendig, um die Bauteile präzise zu montieren. Die Verwendung von Edelstahl für die Spindeldummys trug zur Stabilität des Modells bei, während die Gewindestangen und Muttern eine zuverlässige Darstellung der Zuganker ermöglichten.

7. Fazit

Das Spindelpressenmodell erfüllt die Anforderungen in Bezug auf Genauigkeit und Modularität. Nach der erfolgreichen Fertigstellung des 3D-Drucks und der anschließenden Bemalung stellt es eine hochpräzise Replik der Presse dar. Das Modell ist funktional und kann für weitere Visualisierungszwecke verwendet werden.