Concr3de Armadillo White - Industrieller Binder Jetting 3D-Drucker

Concr3de, gegründet im Jahr 2016, ist eine Marke, die sich auf die Entwicklung modernster 3D-Drucktechnologien mittels Binder Jetting spezialisiert hat. Mit einem Hintergrund in der Architektur und dem Traum, abstrakte Ideen in greifbare Objekte zu verwandeln, hat Concr3de ein vielseitiges Ökosystem geschaffen, das für Schöpfer zugänglich ist, die neuartige Materialeigenschaften und beispiellose Skalierbarkeit suchen. Dies ermöglicht die additive Fertigung physischer Objekte in jeder Größe im industriellen Maßstab. Die Mission der Marke umfasst Beratung, Anpassung, Tests und die Förderung gemeinsamer Entwicklungsprojekte.

Was ist Binder Jetting?

Die Erkundung der Vorteile des Binder Jetting 3D-Drucks enthüllt Einsichten für Unternehmen. Im Gegensatz zur traditionellen Fertigung mit ihren verschwenderischen subtraktiven oder gießenden Prozessen erstellt Binder Jetting Objekte schichtweise, minimiert Abfall und bietet Nachhaltigkeit. Diese kostengünstige Technologie, exemplarisch dargestellt durch die CONCR3DE Armadillo-Drucker, zeigt bemerkenswerte Skalierbarkeit, die selbst im kleineren Maßstab bis zu 100 Liter pro Tag produziert und traditionelle FDM-Drucker um fast das 50-fache übertrifft.

Die additive Fertigung mittels Binder Jetting im Concr3de-Ökosystem besteht aus folgenden Schritten: (1) Laden und Verarbeiten der STL/OBJ-Dateien in der Laminatsoftware, (2) Pulverbeladung (Futterbett niedrig, Druckbett hoch), (3) Pulververteilung, (4) Binder Jetting, (5) der Druck ist komplett, eingeschlossen in Pulver, (6) Entpulvern, (7) das Teil ist bereit für die Nachbearbeitung.

Bild 1: Der Binder Jetting Prozess. Quelle: Concr3de.

Die Kosteneffizienz von Binder Jetting wird durch die Verwendung von kostengünstigen Materialien, einschließlich möglicher Verwendung von Abfällen wie Sägemehl, betont. Der Betrieb bei Raumtemperatur reduziert den Energieverbrauch, und der Prozess erfordert minimale Investitionen in Ausrüstung. Die Material Vielseitigkeit, präsentiert durch offene Plattform Armadillo-Drucker, ermöglicht den Druck aus verschiedenen Pulvern und bedient verschiedene Branchen wie Automobil, Medizin und Luft- und Raumfahrt. Über die Beschränkungen der traditionellen Fertigung hinaus zeichnet sich Binder Jetting durch die Erstellung komplexer Designs mit filigranen Details aus, optimiert endgültige Teile für Materialeffizienz und leichte Strukturen. Fortlaufende Forschungs- und Entwicklungsinitiativen positionieren Binder Jetting als eine Technologie mit grenzenlosem Potenzial und erheblichen Vorteilen in verschiedenen Sektoren.

Armadillo White

Der industrielle 3D-Drucker Armadillo White aus der Armadillo-Familie von Druckern von Concr3de wurde speziell für Forschungs- und Entwicklungsanwendungen entwickelt, um Fortschritte in verschiedenen wissenschaftlichen Bereichen zu erleichtern und zu beschleunigen. Concr3de erreicht dies, indem der Armadillo White 3D-Drucker mit einer vollständig offenen Binder Jetting-Plattform mit anpassbarer Hardware, einer offenen Materialplattform und zugänglicher Software ausgestattet wird. Dies ermöglicht es Materialwissenschaftlern und Forschern, mit 3D-Druckmaterialien ohne Einschränkungen zu experimentieren.

Bild 2: Der Armadillo White 3D-Drucker. Quelle: Concr3de.

Der hochmoderne Armadillo White 3D-Drucker revolutioniert den 3D-Druck, indem er die Verwendung von bisher unvorstellbaren Pulver- und Binderkombinationen ermöglicht, und bietet beispiellose Möglichkeiten für Anwendungen wie Biokompatibilität, maßgeschneiderte Materialeigenschaften und Recycling bei höchster Präzision und Geschwindigkeit. Die Concr3de-Plattform erlaubt eine umfassende Anpassung des Druckprozesses, beseitigt Einschränkungen durch schwer zugängliche Technologien, während die NOAH-Software Kontrolle über den Drucker und materialbezogene Add-ons bietet. Die Fertigungsgröße und Funktionen von Armadillo White können gemäß Forschungsanforderungen angepasst werden, sodass konsistente Tests mit kleinen Materialmengen, Aushärtung mit Hitze oder UV-Licht oder die Wahl der XL-Druckerversion zur Verdopplung des Bauraums durchgeführt werden können.

Bild 3: Der Bauraum des Armadillo White 3D-Druckers. Quelle: Concr3de.

Mit einem geräumigen Druckkasten von 370 x 260 x 250 mm (34 Liter) bietet Armadillo White ausreichend Platz für filigrane Kreationen. Wenn der Druckmaßstab kleiner ist, ermöglicht der Reduktionsaufsatz die Verwendung von weniger als 1 Liter Pulver, wodurch der Workflow nachhaltiger und effizienter wird. Die Präzision des Druckkopfs ist einstellbar und bietet entweder 400 DPI oder 720 DPI für präzise und hochwertige Drucke. Die Schichthöhe reicht von 40 bis 500 µm und bietet Flexibilität im Design. Die Variabilität der Tröpfchengröße erstreckt sich von 5 bis 200 pL (über die NOAH-Software zusammen mit der Tröpfchenform editierbar), um verschiedenen Druckanforderungen gerecht zu werden. Die Konnektivität umfasst Ethernet, mit dem im Lieferumfang enthaltenen Kabel, und die Stromversorgungsanforderungen sind 2 x 230 V. Die Gesamtabmessungen des Druckers betragen 1600 x 1100 x 1600 mm, mit Platzbedarf von 2400 x 2000 x 2200 mm. Trotz seiner robusten Fähigkeiten behält der Armadillo White 3D-Drucker ein handhabbares Gewicht von 450 kg bei, was ihn zu einer beeindruckenden Wahl für Fachleute macht, die Präzision und Zuverlässigkeit in ihren 3D-Druckvorhaben suchen.

Bild 4: Der Armadillo White 3D-Drucker im Betrieb. Quelle: Concr3de.

Armadillo White verwendet ein Kolbensystem mit einem gegen den Uhrzeigersinn drehenden Roller, was die Notwendigkeit eines Rakel oder Trichters beseitigt. Dieses Design ermöglicht das leichte Verteilen von weniger fließfähigen Pulvern wie Keramik, Tonerde, Porzellan oder Zement. Einstellbare Parameter wie Y-Richtungsgeschwindigkeit, X-Richtungsgeschwindigkeit, Rotationsgeschwindigkeit des Rollers, Streugeschwindigkeit, Futterhöhe und Schichthöhe erleichtern zudem das präzise Verteilen von Pulver. Die Aktuatoren auf der Z-Achse weisen eine Wiederholgenauigkeit von 2 µm auf, was zuverlässiges und genaues Verteilen von sehr dünnen Schichten bis zu einer Dicke von 40 µm gewährleistet.

Der Arbeitsablauf

Materialkompatibilität - Armadillo White ist sorgfältig konzipiert für eine umfassende Materialkompatibilität und ermöglicht den Druck mit einem breiten Spektrum von Pulvern und Bindemitteln. Ob aus dem zertifizierten Materialsortiment von Concr3de oder einer noch unentdeckten Verbindung, wenn das Material in Pulverform verfügbar ist oder bereitgestellt werden kann, kann Armadillo White effektiv damit drucken. Einige Beispiele sind Biopolymere, Nylon, Asche, Holzschliff, Geopolymere oder photopolymerisierende Polymere. Hinsichtlich der Bindemittel ermöglicht Armadillo White wässrige, lösemittelhaltige, partikelgefüllte, phenolische, anorganische und UV-härtende Bindemittel, was vielfältige Materialoptionen für unterschiedliche 3D-Druckanwendungen bietet.

Bild 5: Teil 3D-gedruckt mit dem Armadillo White 3D-Drucker. Quelle: Concr3de.

Lieferung der Bindemittel - die Auswahl des Druckkopfs spielt eine entscheidende Rolle bei Armadillo White und bestimmt die Rheologie, die für das Bindemittel benötigt wird, unter Berücksichtigung von Faktoren wie Viskosität, Dichte und Oberflächenspannung. Benutzer haben die Flexibilität, entweder einen Nieder-Viskositäts- oder Hoch-Viskositäts-Druckkopf zu wählen. CONCR3DE bietet die Freiheit, Wellenformen zur Steuerung des Druckkopfs anzupassen, um Parameter wie Schussfrequenz und Tröpfchengröße zu verändern. Diese Anpassungen beeinflussen den Sättigungsgrad des Pulvers und damit das endgültige gedruckte Ergebnis. Unterschiedliche Flüssigkeiten erfordern unterschiedliche Fließraten und Reinigungszyklen, die alle in den Druckereinstellungen anpassbar sind. Die Temperatur beeinflusst die Viskosität des Bindemittels, und sowohl das Inkjet-Modul als auch der Druckkopf verfügen über Heizungen zur präzisen Viskositätskontrolle während des Prozesses. Das transparente Design des Inkjet-Moduls ermöglicht es Forschern, den Binderfluss visuell zu überwachen. Darüber hinaus ist das Modul so konzipiert, dass es verschiedene Optionen für die Binderlagerung aufnehmen kann, wie die Verwendung eines Kanisters oder das Einsetzen des Bindemittels mit einer 50-ml-Spritze, was Flexibilität für verschiedene Arten von Bindemitteln, insbesondere teuren oder flüchtigen, bietet.

Bild 6: Teil 3D-gedruckt mit dem Armadillo White 3D-Drucker. Quelle: Concr3de.

NOAH-Software - Armadillo White ist mit einer integrierten Steuerstation ausgestattet, die unsere angepasste und vollständig offene NOAH-Software verwendet, die auf optimierter Hardware vorinstalliert ist. NOAH bietet umfassende Kontrolle über jeden Aspekt des 3D-Druckprozesses und ermöglicht es Benutzern, alle Armadillo-Add-ons präzise zu verwalten. Die Software geht noch einen Schritt weiter, indem sie die Modifikation von Wellenformen innerhalb der Druckköpfe ermöglicht, was eine beispiellose Kontrolle über Tröpfchengröße und -form und somit über das endgültige Druckergebnis ermöglicht.

Bild 7: Die NOAH-Software. Quelle: Concr3de.

Nachbearbeitung - nach Abschluss des Drucks bietet CONCR3DE vielfältige Optionen für effizientes Entpulvern und Nachbearbeiten. Die Concr3de eigenständige Depowdering Station erleichtert das saubere und staubfreie Entfernen und Recycling von nicht verwendeten Pulvern. Sie bietet die Flexibilität, eine Vakuumarm direkt in den Drucker zu integrieren. Für Materialien wie Keramik und Metalle, die nach dem Drucken einer Nachhärtung bedürfen, ermöglicht die Depowdering Box einen nahtlosen Transfer des gesamten Druckkastens in einen Trockenofen, wodurch die Notwendigkeit einer anfänglichen Entpulverung entfällt. Dieser Ansatz gewährleistet die Sicherheit von empfindlichen Teilen und minimiert das Risiko von Brüchen, nachdem die Festigkeit ausreichend zugenommen hat.

Add-ons für mehr Forschungsfreiheit

Reduktionsaufsatz - dieses Add-on, das entwickelt wurde, um die minimale Druckgröße zu minimieren, ermöglicht das Drucken mit weniger als 1 Liter Pulver. Diese Funktion reduziert Abfall, Vorbereitungszeit und Kosten. Wenn sich Ihre Druckanforderungen ändern, entfernen Sie einfach den Reduktionsaufsatz, um nahtlos auf den Druck im Vollformat umzusteigen, alles innerhalb der Vielseitigkeit eines einzigen Druckers.

Video 1: Reduktionsbett für Armadillo White. Quelle: Concr3de.

XL-Größe (optional) - alternativ, für Projekte, die ein erweitertes Bauvolumen erfordern über das Standardmaß hinaus, erweitert das XL-Größe-Add-On die Armadillo-Druckabmessungen auf 440 x 440 x 250 mm, etwa 48 Liter (Platzbedarf von 3100 x 2200 x 2500 mm, Gewicht 550 kg). Diese Erweiterung eröffnet Möglichkeiten für umfangreiche Forschung, Prototypenentwicklung und Produktion mit einem einzigen Drucker und eliminiert die Notwendigkeit zusätzlicher Investitionen oder Bedenken im Zusammenhang mit der Übertragung von F&E.

Video 2: Labjet-Tinteversorgung für F&E. Quelle: Concr3de.

LabjetT LFR Binder Supply - beim Experimentieren mit neuen Formulierungen ist es ideal, mit kleinen Chargen zu beginnen, um optimale Stabilität und Wiederholbarkeit zu gewährleisten. Die Labjet LFR Binder Supply erleichtert diesen Prozess durch die präzise Anwendung winziger Binder-Volumina mit einer Spritze. Dieses Add-On ist besonders vorteilhaft für den effizienten Umgang mit flüchtigen oder teuren Bindemitteln.

Integrierte Funktionen für besondere Bedürfnisse

Um alle Arten von 3D-Druck Materialien mit spezifischen Anforderungen aufzunehmen und somit die Schaffung ohne Grenzen zu ermöglichen, wurde der Armadillo White 3D-Drucker mit integrierten Funktionen wie einem UV-Aushärtemodul und einem Infrarot-Heizelement ausgestattet.

Bild 8: Das UV-Aushärte-Add-On ermöglicht das Drucken mit Polymer- oder Verbundwerkstoffen. Quelle: Concr3de.

UV-Aushärtung - das UV-Aushärte-Add-On ist unerlässlich, wenn mit Polymere oder Verbundwerkstoffe im 3D-Druck gearbeitet wird. Diese Ergänzung ermöglicht das Aushärten von Materialien mit einer 395 nm (+/- 5) Lichtmaschine, einer typischen Strahlungsintensität von 5,5 W/cm² und einer optischen Ausgangsleistung von 31 W sowie einer UV-Leistung von 4,2 W/cm.

Bild 9: Das Infrarot-Heizelement eignet sich ideal für die Arbeit mit Hochtemperaturmaterialien. Quelle: Concr3de.

Infrarot-Heizelement - bestimmte Pulver erfordern eine Aushärtung bei hohen Temperaturen oder zeigen eine schnellere Bindung bei erhöhten Temperaturen. Das Infrarot-Heizelement mit einer leistungsstarken Infrarot-Aushärtelampe ermöglicht präzise Kontrolle der Druckbetttemperatur, bis zu 80°C. Als Add-On hinter dem Roller positioniert, besteht es aus einer einstellbaren Infrarotlampe zur Erwärmung des Druckbetts nach dem Binder-Jetting. Das Erwärmen des Pulvers bietet Vorteile wie die Reduzierung der Binder-Viskosität für tiefere Penetration, die Verbesserung der Grünfestigkeit gedruckter Teile durch Polymer-Aushärtung und die Beschleunigung der Aushärtezeiten, insbesondere bei zementgebundenen Bindemitteln.

F&E neu definiert

Der Armadillo White ist ideal für akademische und Forschungsumgebungen und bietet eine Vielzahl von Vorteilen, die den vielfältigen und sich wandelnden Anforderungen wissenschaftlicher Erkundungen gerecht werden. Sein außergewöhnlicher Reiz liegt in der umfangreichen Materialverträglichkeit, die Forschern die Freiheit gibt, mit einer umfangreichen Palette von 3D-Druckmaterialien zu experimentieren. Die vollständig einstellbare Software und anpassbare Hardware des Druckers dienen als entscheidende Werkzeuge, die es Forschern ermöglichen, jeden Aspekt feinzutunen, um die spezifischen Anforderungen ihrer einzigartigen Projekte zu erfüllen. Diese Anpassungsfähigkeit stellt sicher, dass der Armadillo White nicht nur ein 3D-Drucker ist, sondern eine maßgeschneiderte Lösung, die den nuancierten Anforderungen der akademischen Forschung gerecht wird und Innovation und Experimentierfreude fördert.

Bild 10: Teil 3D-gedruckt mit dem Armadillo White 3D-Drucker. Quelle: Concr3de.

Ein bemerkenswertes Merkmal des Armadillo White ist sein modulares System, das eine zusätzliche Ebene Flexibilität für Forscher bietet. Dieses modulare Design ermöglicht die Anpassung des Druckers basierend auf den spezifischen Anforderungen jedes Forschungsvorhabens. Einige Module sind darauf ausgelegt, Forschungsprozesse zu optimieren, komplexe Aufgaben zu vereinfachen, während andere die Fähigkeiten des Druckers erweitern und zusätzliche Funktionen einführen. Im Wesentlichen wird der Armadillo White zu einem vielseitigen und innovativen Werkzeug, das Forschern die notwendigen Ressourcen bietet, um sich im komplexen Umfeld des 3D-Drucks mit beispielloser Leichtigkeit, Anpassungsfähigkeit und Effizienz zu bewegen. Sein Engagement für Anpassungsfähigkeit positioniert ihn als unschätzbares Gut, das dazu dient, akademische und Forschungseinrichtungen zu befähigen, mit Vertrauen und Präzision verschiedene Projekte anzugehen.