Concr3de Elephant Gray - Industrieller Binder Jetting 3D-Drucker

Concr3de, gegründet im Jahr 2016, ist eine Marke, die sich auf die Entwicklung modernster Binder Jetting 3D-Drucktechnologien spezialisiert hat. Mit einem Hintergrund in 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 von physischen Objekten jeder Größe im industriellen Maßstab. Die Mission der Marke umfasst Beratung, Anpassung, Tests und die Förderung gemeinsamer Entwicklungsprojekte.

Was ist der Bindemittel-3D-Druck?

Die Erkundung der Vorteile des Bindemittel-3D-Drucks liefert Einblicke für Unternehmen. Im Gegensatz zur herkömmlichen Fertigung mit ihren verschwenderischen subtraktiven oder gießenden Prozessen konstruiert der Bindemittel-3D-Druck Objekte Schicht für Schicht und minimiert so den Abfall sowie bietet Nachhaltigkeit. Diese kostengünstige Technologie, exemplarisch dargestellt durch den CONCR3DE Elephant Gray Drucker, zeigt eine bemerkenswerte Skalierbarkeit und kann bis zu 2000 Liter pro Tag produzieren.

Die additive Fertigung über den Bindemittel-3D-Druck mit dem Concr3de Elephant Gray Drucker besteht aus den folgenden Schritten: (1) Beschaffung des Materials, (2) 3D-Druck mit Elephant Gray, (3) Transport der Arbeitsbox, (4) Entpulvern, (5) Entfernen des Teils aus der Arbeitsbox, (6) Eintauchen, (7) Lagerung und Trocknung und schließlich (8) Versiegelung. Elephant Gray ist eine integrierte Produktionslösung, die die Schaffung von großformatigen Objekten in steinähnlichen Materialien ermöglicht.

Bild 1: Der Herstellungsablauf mit Elephant Gray. Quelle: Concr3de.

Im Binder-Jetting-Verfahren umfasst das Nachbearbeiten oft entscheidende Schritte, die den Bauteilen besondere Eigenschaften verleihen. Im Fall des Elephant Gray-Druckers beinhalten die Schritte das Eintauchen, bei dem die grün gedruckten Objekte über Nacht in Wasser getaucht werden, um ihre strukturelle Integrität zu verbessern. Dies wird durch Trocknen fortgesetzt, um überschüssige Flüssigkeit zu entfernen und dimensionale Stabilität zu gewährleisten. Die Trocknungszeit, vom Concr3de-Software vorgeschlagen, hängt vom Material, von der Bauteilgröße und vom Fabrikklima ab. Der letzte, aber optionale Schritt des Nachbearbeitens ist das Versiegeln, um die Festigkeit des Bauteils weiter zu stärken und Feuchtigkeitsaufnahme zu verhindern, besonders wichtig für Bauteile, die für die Nutzung im Freien bestimmt sind. Diese Nachbearbeitungstechniken, die integraler Bestandteil des Binder-Jetting-Arbeitsablaufs sind, ermöglichen die Anpassung und Optimierung der Materialeigenschaften und tragen zur Gesamtqualität und Leistung der 3D-gedruckten Objekte bei.

Bild 2: Der Nachbearbeitungsablauf mit Elephant Gray. Quelle: Concr3de.

Die Kosteneffizienz des Bindemittel-3D-Drucks wird durch die Verwendung von kostengünstigen Materialien, einschließlich möglicher Nutzung von Abfall, betont. Der Betrieb bei Raumtemperatur verringert den Energieverbrauch, und die Vielseitigkeit des Materials dieser Methode ermöglicht den Druck aus verschiedenen Pulvern und bedient diverse Branchen wie Automotive, Medizin und Luft- und Raumfahrt. Über die Beschränkungen der traditionellen Fertigung hinaus zeichnet sich der Bindemittel-3D-Druck durch die Schaffung von komplexen Designs mit filigranen Details aus und optimiert endgültige Teile hinsichtlich Materialeffizienz und Leichtbaustrukturen. Fortlaufende Forschungs- und Entwicklungsinitiativen positionieren den Bindemittel-3D-Druck als eine Technologie mit unbegrenztem Potenzial und erheblichen Vorteilen in verschiedenen Branchen.

Elephant Gray

Der Elephant Gray Industrie-3D-Drucker wurde speziell für additive Fertigung mit Steinmaterial in Form von recycelten steinbasierten Pulvern entwickelt. Mit dem Elephant Gray 3D-Drucker können starke und langlebige Steinbauteile mit Abmessungen von bis zu 2 x 1 x 1 m und exzellentem Detail 3D-gedruckt werden, um sie in Restaurierungsarbeiten, Kunst und Architektur, Konsumgütern und Formanwendungen zu verwenden. Mit einer großzügigen Druckbox von 1000 x 2000 x 1000 mm (2000 Liter) bietet Elephant Gray ausreichend Platz für komplexe Kreationen bei einer Geschwindigkeit von 54 mm/Stunde. Bei Höchstleistung erzeugt das Elephant 3D-Druckverfahren maximal 2 Kubikmeter Bauteile pro Tag. Unter der Annahme von 240 Produktions tagen jährlich erreicht das potenzielle Produktionsvolumen 480 Kubikmeter pro Drucker.

Bild 3: Elephant Gray kann Objekte mit Abmessungen von bis zu 2x1x1 m produzieren. Quelle: Concr3de.

Die Präzision des Druckkopfs beträgt 400 DPI, die Schichthöhe liegt bei 300 µm und die XYZ-Genauigkeit beträgt 50, 50, 30 µm. Das bedeutet, dass der Elephant Gray trotz seines großen Bauvolumens eine erstaunliche Oberflächenqualität und Detailtreue gewährleistet. Der Elephant Gray 3D-Drucker kann als industrielles Produktionswerkzeug neben dem Armadillo Gray Drucker eingesetzt werden, einem Drucker, der für Tests, Prototypenbau und Kleinserienproduktion in industriellen Umgebungen entwickelt wurde. Die Verbindungsmöglichkeiten des Druckers umfassen Ethernet mit beiliegendem Kabel, und die Stromanforderungen betragen 2 x 400 V. Die Gesamtabmessungen des Druckers betragen 2800 x 6500 x 4500 mm, und die Struktur des Elephant Gray besteht aus einer auf einer Portalschiene montierten Druckleiste, einen Recoater und eine Reihe von Druckköpfen. Die Jobbox ist leicht abnehmbar und es können mehrere Jobboxen bestellt werden. 

Der Arbeitsablauf

Materialkompatibilität - wie zuvor erwähnt, wurde Elephant Gray für die additive Fertigung mit Stein und Mineralien entwickelt, einschließlich recycelter oder Abfallmaterialien wie Marmor, Kalkstein und Granit (Mineralpulver der PS- und PR-Reihe von Concr3de). In Bezug auf Bindemittel hat Concr3de die PS- und BS-Reihe von Bindemitteln speziell für den Elephant Gray 3D-Drucker entwickelt. Mit Elephant Gray kann ein komplexes und hochgradig angepasstes Formenvielfalt in großen Mengen auf eine schnelle, kostengünstige und nachhaltige Weise erstellt werden. Dies ist oft eine arbeitsintensive und kostspielige Aufgabe bei Verwendung traditioneller Fertigungsmethoden.

Bild 4: Architektonische Elemente im 3D-Druck aus Kalkstein (links) und Marmor (rechts) auf dem Elephant Gray Drucker. Quelle: Concr3de.

Der Steinmaterialkatalog von Concr3de umfasst eine vielfältige Auswahl hochwertiger Optionen, darunter Concr3de Marble (PS1001 Marble), Concr3de Granite (PS1003 Granite) und Concr3de Limestone (PS1003 Limestone). Diese Materialien verwenden dasselbe Bindemittel (BS1001 Mineral Binder) und sind bekannt für ihre außergewöhnlichen Eigenschaften, sie bieten eine überragende Oberflächenqualität und gewährleisten Präzision in komplexen Designs. Die Materialien von Concr3de zeichnen sich besonders durch ihre Wirtschaftlichkeit und Skalierbarkeit in der Produktion aus und eignen sich daher ideal für verschiedene Anwendungen. Der Einsatz dieser Materialien garantiert Genauigkeit bei der Umsetzung komplexer Designs in greifbare Formen, während ihre beeindruckenden mechanischen Eigenschaften zuverlässige Ergebnisse liefern. Darüber hinaus setzt Concr3de auf Nachhaltigkeit durch einen abfallfreien Produktionsprozess, der sich mit umweltbewussten Praktiken im professionellen Sektor vereinbart.

Bild 5: Eine Gargoyle im 3D-Druck auf dem Elephant Gray Drucker. Quelle: Concr3de.

Null Abfall und Automatisierung - aufgrund der Art des Binder-Jetting erfordert der Druck mit Elephant Gray keine Stützstrukturen. Dies, kombiniert mit einer 100% igen Wiederverwendungsrate des Pulvers, bedeutet einen abfallfreien Herstellungsprozess. Darüber hinaus bietet Elephant Gray Funktionen wie automatische Pulverzufuhr für austauschbare Jobboxen und industrielle Post-Processing-Stationen für automatische Reinigung, Pulverrecycling und automatische Versiegelung, um den Workflow so bequem und effizient wie möglich zu gestalten. Die einzigen Reinigungsmaßnahmen, die getroffen werden müssen, betreffen die Druckertinte (für die Selbstreinigung der Druckköpfe, die als kalorienarmer Abfall entsorgt wird), das Wasser in der Tauchstation (kann in der Kanalisation entsorgt werden) und die Filter der Tauchstation (Sediment wird als Bauabfall behandelt, weniger als 1 Tonne pro Jahr). Dieses komplette Ökosystem führt zu einer Fertigungslösung, die zu einer erheblich gesteigerten Unabhängigkeit und Flexibilität in der Fertigung und im Post-Processing, sowie zu schnelleren Lieferzeiten und insgesamt Agilisierung führen wird.

Bild 6: Die NOAH Software. Quelle: Concr3de.

Die Software - der Elephant Gray Drucker verfügt über kundenspezifische NOAH Mammooth Laminierungssoftware, die auf einem mitgelieferten Zentralcomputer installiert ist, um die Druckvorbereitung zu optimieren. Diese Software unterstützt das Laden von .stl- und .obj-Dateien zur Erstellung von Druckchargen, die remote über USB, Ethernet oder den Firmenserver zugänglich sind. Mehrere Dateien können innerhalb jeder Charge positioniert werden, wobei die Möglichkeit besteht, das Nesting mithilfe externer Software zu optimieren. Der Slicer ermöglicht eine schnelle Chargenvorbereitung und liefert Zeitangaben für den Druck. Die Bediener laden Chargen über USB, und der Drucker führt automatische Selbstnivellierung und Pulverfüllung durch und benachrichtigt dann den Bediener bei Abschluss. Das Scalance-System ermöglicht die Überwachung des Status, und regelmäßige Softwareupdates verbessern die Funktionalität und Integration mit dem Fertigungsausführungssystem, bieten Daten für Planungsoptimierung und Reduzierung der Ausfallzeiten.

Der komplette Arbeitsablauf mit dem Elephant Gray 3D-Drucker sowie die technischen Daten des Druckers, eine Materialübersicht, Werks- und Personalanforderungen, Service und Wartung, Software und Sicherheit werden im Handbuch im Bereich Downloads ausführlich behandelt.

Upcycling von Stein- und Mineralressourcen

Der Elephant Gray 3D-Drucker von Concr3de zeichnet sich als umfassende Lösung für hochwertige 3D-gedruckte Teile aus wiedergewonnenen Stein- und Mineralmaterialien aus. Speziell für die groß angelegte Produktion und Chargenproduktion konzipiert, nutzt Elephant Gray die hochpräzise Binder-Jetting-Plattform von Concr3de und ermöglicht die Verwendung verschiedener stein- und mineralbasierten Materialien. Die enorme Druckbox der Drucker ermöglicht den 3D-Druck von Teilen mit Abmessungen von bis zu 2 x 1 x 1 m.

Bild 7: Der Elephant Gray Drucker ist ein ausgezeichnetes Werkzeug für die Bereiche Kunst, Archäologie und Bauwesen. Quelle: Concr3de.

Ähnlich wie die Armadillo 3D-Drucker von Concr3de entspricht der Elephant Gray Drucker der grundlegenden Philosophie und Mission der Marke, die auf dem Upcycling von Abfallmaterialien basiert. Der Elephant Gray ermöglicht die Schaffung eines neuen Werts, indem nachhaltige, funktionale gedruckte Endprodukte aus mineralischen Materialien produziert werden, die zuvor als wertlos oder kostenintensiv galten, um sie zu entsorgen. Mit dem Elephant Gray 3D-Drucker sowie seinen kompatiblen Materialien und Bindemitteln können steinbasierte Materialien, die sonst verschwendet würden, nun in einem abfallfreien und nachhaltigen Herstellungsprozess wiederverwendet werden. Elephant Gray ist eine ausgezeichnete additive Fertigungslösung für verschiedene Branchen, einschließlich Architektur, Design, Kunst, Archäologie, Bauwesen, Konsumgüter oder Formanwendungen.