3D-Druck ohne Stützen für neue Anwendungen

Das Hochtechnologieunternehmen Trumpf hat die 3D-Druck-Software TruTops Print verbessert. Anwender drucken damit Bauteile mit extremen Überhängen bis zu 15 Grad ohne Stützstrukturen.

Die Technologie ist vor wenigen Wochen vorgestellt worden. „Dank der neuen Version von TruTops Print von Trumpf benötigen wir beim 3D-Druck kaum noch Stützstrukturen. Das spart Bauzeit und Material,” sagt Lukas Gebhard, Prozessentwickler Additive Fertigung bei Toolcraft. „Durch das support-freie Drucken müssen wir die Teile kaum noch nachbearbeiten. Wir realisieren Bauteile und Projekte, die zuvor nicht umsetzbar waren, wie die endkonturnahe Fertigung innenliegender Kühlkanäle mit großem Durchmesser.”

Die Stützstrukturen mussten 3D-Druck-Anwender bislang mitdrucken, um die Bauteile während des Drucks auf der Bauplatte zu verankern. Weiterhin führen sie die Hitze aus dem belichteten Teil ab und verhindern Verzug durch innere Spannungen. Auch bei schwer zu verarbeitenden Materialien wie Edelstahl ist mit dieser Technologie der 3D-Druck in vielen Fällen ohne Stützstrukturen möglich.

Neue 3D-Druck-Strategien

„Beim 3D-Druck wollen wir möglichst genau steuern, an welcher Stelle und in welcher Zeit das Material flüssig und wieder hart wird. Die Kunst liegt darin, durch die richtigen Belichtungsstrategien Eigenspannungen und Überhitzungen im Überhangsbereich zu vermeiden”, sagt Timo Degen, Produktmanager Additive Fertigung bei Trumpf. Mit der Software belichtet der 3D-Drucker unterschiedliche Bereiche des Bauteils mit der jeweils optimalen Strategie und ermöglicht den Verzicht auf Stützstrukturen. Die verbesserte Gasströmung der neuen 3D-Drucker erlaubt gleichmäßige Prozessbedingungen und unterstützt das von Stützstrukturen freie Drucken.

Stützenfreier 3D-Druck

„Anwender aus allen Branchen profitieren vom 3D-Druck ohne Stützstrukturen. Das stützenfreie Drucken kann seine Stärken besonders bei Bauteilen mit großen Hohlräumen oder bei schlecht erreichbaren Überhängen ausspielen”, berichtet Degen. Beispiele dafür sind Tanks, Wärmetauscher, Hydraulik-Blöcke und Werkzeugformen.

Die Technologie ermöglicht auch Anwendungen, die mit Stützstrukturen ihren geplanten Einsatzzweck nicht erfüllen könnten. Anwendungsszenarien sind etwa additiv gefertigte Radialverdichter oder sogenannte Impeller, umschlossene Propeller.

Hersteller konnten Impeller aufgrund ihrer Überhangswinkel bislang nur mit Stützstrukturen drucken. „Deshalb war der 3D-Druck wirtschaftlich keine Alternative zur konventionellen Fertigung. Das hat sich nun geändert”, sagt Degen.