Kombination von starren und flexiblen Materialien mit PolyJet-Umspritztechnik

Mittels PolyJet-3D-Druck einzigartige, komplexe Geometrien umspritzen

Was ist Umspritzen?

Sie benötigen ein Teil, das aus zwei oder mehr Materialien besteht? Gehen wir davon aus, dass Ihr Teil einen starren Kern und eine flexible Außenschicht hat. Der starre Kern wird als Einsatz oder „Substrat“ bezeichnet, die flexible Außenschicht als Umspritzung. Ein gängiges Beispiel für ein umspritztes Teil sind Zahnbürsten. Der weiße, starre Teil ist das Substrat und der blaue, flexible Teil die Umspritzung.

Vorteile von PolyJet

Mit der von uns angebotenen PolyJet-3D-Drucktechnologie können Sie Ihre umspritzten Prototypen anfertigen lassen. Für das PolyJet-Verfahren werden Teile in Voxel bzw. 3D-Pixel unterteilt. Jedem Voxel werden ein Material und ein Härtegrad zugewiesen. Die Anlage wird mit starrem und flexiblem Material bestückt. Dieses wird anschließend vom Druckkopf in Form von Tröpfchen aufgetragen. In Bereichen aus 30 Shore A wird nur flexibler Kunststoff aufgetragen und in starren Bereichen nur starrer Kunststoff. Für alle dazwischen liegenden Härtegrade bzw. Durometerwerte werden Tröpfchen beider Kunststoffhärten im gewünschten Verhältnis aufgetragen. Die obige Abbildung zeigt ein Voxel aus 60 Shore A-Material. Jeder Punkt stellt einen Kunststofftropfen dar. Das weiße, primäre Material ist starr und das schwarze, sekundäre Material ist flexibel. Die Kunststofftröpfchen werden sofort nach dem Auftragen mittels UV-Licht ausgehärtet.

Da die PolyJet-Anlage beim Drucken zwischen unterschiedlichen Materialien wählen kann, lassen sich damit auf einzigartige Weise Teile mit verschiedenen Härtegraden und Farben anfertigen. Meist werden damit Teile mit einem starren Substrat und einer flexiblen Umspritzung hergestellt. Möglich sind aber auch Teile aus zwei flexiblen oder zwei starren Materialien.

Materialoptionen

Nachfolgend sehen Sie die möglichen Materialoptionen für das PolyJet-Verfahren. Sie können aus drei Farben wählen: schwarz, weiß und transparent. Jedes Material ist mit unterschiedlichen Härtegraden bzw. Durometerwerten erhältlich. Alle Materialien fallen unter die Shore-A-Härteskala und liegen zwischen 30 und 95. Die Härteskala ist leicht verständlich: Je höher die Zahl, desto steifer ist das Material

Farbe	Schwarz, weiß, transparent
Härtegrad	30A, 40A, 50A, 60A, 70A, 85A, 95A, starr

*Der weichste verfügbare Härtegrad für Weiß ist 50A.

Nicht alle Farben sind in allen Härtegraden kombinierbar. In der folgenden Tabelle sehen Sie die möglichen Kombinationen. Die einzelnen Optionen zeigen die verfügbaren Druckkonfigurationen. Für das gezeigte Teil, das aus einem starren weißen Gehäuse und schwarzen 50A-Tasten besteht, käme beispielsweise Option 4 infrage. Ein starres schwarzes Gehäuse mit weißen 50A-Tasten wäre hingegen nicht möglich, da dies nicht im Bereich unserer Druckerkonfigurationen liegt. Sollte eine von Ihnen gewählte Konfiguration nicht umsetzbar sein, teilen wir Ihnen dies mit, damit Sie eine Alternative wählen können.

Option 1	Starr weiß	Starr transparent	Flexibel transparent	Flexibel weiß
Option 2	Starr weiß	Starr schwarz	Flexibel schwarz

Angebot für PolyJet-Umspritzung anfordern: Konfiguration des CAD-Modells

Angebotsanfragen für eine PolyJet-Umspritzung unterscheiden sich ein wenig von der Angebotserstellung für andere 3D-Druckverfahren. Zuerst benötigen wir eine STEP- oder STP-Datei der Baugruppe. Das Substrat und die Umspritzung müssen in der Datei jeweils einen eigenen Festkörper haben. Dadurch weiß die Anlage, wo welches Material aufzutragen ist. Jedem Festkörper wird eine Farbe und ein Härtegrad zugewiesen. Dies wird später noch genauer erläutert.

Wichtig ist auch, dass das Teil in der Datei so dargestellt wird, wie Sie es gedruckt haben möchten. Eine Darstellung wie unten in der linken Abbildung würde dazu führen, dass die drei Tasten separat vom Gehäuse angefertigt werden. In der rechten Abbildung hingegen werden die Tasten an der gewünschten Position im Gehäuse gedruckt.

Die Linien der verschiedenen Festkörper müssen sich außerdem berühren. Dazwischen darf keine Lücke sein. Andernfalls würde beim Drucken eine Stützmatrix zwischen den beiden Körpern eingefügt. Die Stützmatrix dient dazu, zwei Körper nach dem Druck leichter trennen zu können, was in unserem Fall unerwünscht ist. Auch dürfen sich die Körper nicht überlappen. Andernfalls würde die Anlage versuchen, denselben Bereich zweimal zu bedrucken, was zur Beschädigung des Aufbaus führen kann.

Angebotsanfrage einreichen

Laden Sie die fertige Datei nun hoch. Wählen Sie anschließend im Dropdown-Menü mit den Materialien die Option „Digitale Umspritzung“ aus.

Geben Sie neben der Materialauswahl auch die Farbe und den Härtegrad der einzelnen Körper in der Datei an. Tragen Sie dies in den Bereich für besondere Anweisungen ein. Eine formelle Zeichnung ist natürlich großartig, aber auch ein einfacher Screenshot mit Pfeilen ist für uns ausreichend. Ein Bild sagt bekanntlich mehr als 1000 Worte. Durch die visuelle Darstellung der gewünschten Farben und Härtegrade werden Missverständnisse vermieden. Im nachfolgenden Beispiel sehen Sie, wie Sie uns Ihre Wünsche bezüglich Farben und Härtegraden mitteilen können.

Klicken Sie abschließend auf die orangefarbene Schaltfläche, um Ihr Angebot anzufordern. Unser Team prüft daraufhin die gewünschte Materialkombination und die Machbarkeit des Teils und sendet Ihnen anschließend ein Angebot per E-Mail.

Zusätzliche Ressourcen

Wenn Sie weitere Unterstützung benötigen, stehen Ihnen unsere Anwendungstechniker gerne zur Verfügung. Sie erreichen uns unter +49 (0) 89 90 5002 0 oder [email protected] oder vereinbaren Sie hier eine Designprüfung