Rapid Prototyping 2.0 in Harz und Wachsgemischen?

Hallo an alle.
In Deutschland haben Wachsdrucker der Firma Solidscape quasi das Monopol für Rapid-Prototyping in der Schmuckherstellung. Seit einiger Zeit bietet die deutsche Firma eine Anlage an die international eine zunehmende Verbreitung in der Schmuckherstellung findet.

In dieser Rubrik möchte ich auf die Unterschiede zwischen SolidScape und EnvisionTec eingehen.

Solidscape:
Druckt direkt aus Wachs


envisionTEC:
Erzeugt in einem "Bad" durch Belichtung Modelle aus Harz oder Harz-Wachs-Mischungen.
Für die envisionTEC gibt eine ganze Reihe von Materialien die unterschiedliche thermische und mechanische Eigenschaften aufweisen:
http://www.envisiontec.de/05mater.htm

Daraus folgen Besonderheiten in der Weiterverarbeitung:
1. Es problemlos möglich direkt vom Protoypen aus Harz eine Gummiform für die Serienproduktion zu erstellen.
2. Die Harze / Harz-Wachsgemische verhalten sich beim direkten ausbrennen anders als Wachs.

Laut EnvisionTec können die unterschiedlichen Materialeien vollständig ausgebrannt werden, wenn auf die besonderen Eigenschaften des Materials eingegangen wird: Das heißt die Geschwindigkeit der Erhitzung muss angepasst werden.

Dieser Nachteil soll durch ausgesprochen geringe Betriebskosten ausgeglichen werden. So liegen die variablen Kosten pro Ring bei weniger als einem Euro, und auch die Produktionsgeschwindigkeit ist größer als bei den Solidscapes.

Was meint Ihr, hat diese Technologie eine Diskussion im Schmuckforum verdient?

Beste Grüße, Johann

Hallo!

Die Werkstoffeigenschaften von Wachsen und Polymeren unterscheiden sich hinsichtlich Ausdehnungskoeffizient innerhalb des Temperatur-Zeit-Verlaufs. Mit einer geeigneten Ausform-Masse und einer angepassten Temperatur-Zeitkurve lässt sich dieser Thematik begegnen. Das Thema ist absolut berherrschbar, vorausgesetzt die Gewohnheiten des Wachsausbrennens werden nicht auf Kunststoffe / Polymere 1:1 übertragen, nur weil Wachs nuneinmal seit einigen Jahrzehnten der Standard ist.

Ein bisschen Experimentierfreude voausgesetzt, werden sich auch in der Schmuckindustrie bald die Vorteile von Kunststoffen in Punkto Oberfläche, Auflösung, Baugeschwindigkeit und Robustheit der Modelle nutzen lassen. Wenn der Mensch nicht experimentierfreudig wäre, würden wir ja heute auch noch in Pferdekutschen unterwegs sein. Diese sind aber nun einmal langsamer und härter gefedert, aber dafür nostalgischer.

Gruss Timm

Hallo Timm,

ich bin auf einer Wellenlänge mit dir, wenn es darum geht das neue Harze entwickelt werden müssen,
die direkt ohne Restrisiko ausgeschmolzen werden können.
Das ist im Moment nicht der Fall. Gerade bei Großvolumigen Körpern stösst man unweigerlich auf Probleme.

Wir selber scannen natürlich permanent den Markt nach neuen Maschinen im Schmuckbereich ab.
Man muss ja am Ball bleiben.
Bis jetzt hat aber noch kein Verfahren uns überzeugt.

Wir setzten aus folgenden Gründen im Moment voll auf unsere Wachsplotter:


1. Die Bauzeit ist zwar länger, aber wir haben keine Finisharbeiten zu leisten.
   Bei Modellen von Envision müssen die Stützkonstruktionen händisch entfernt werden.
   Das bedeutet zum einen, Ungenauigkeiten bei den Flächen, die mit Stützkonstruktionen versehen wurden.
   Die Bauqualität lässt in meinen Augen bei hochkomplexen Teilen, wie zum Beispiel Schmuckkugeln,
   sehr zu wünschen übrig.
   
   
2. Da diese Finisharbeit entfällt können wir diese gesparten Kosten an den Kunden weitergeben.
   Es relativieren sich also die Prototypenkosten, besonders bei Kleinteilen.
   Wenn wir bei unserem Modell Durchsatz pro Tag eine Envision einsetzen würden,
   müsste ich direkt 4 bis 5 Leute zusätzlich einstellen.
   
   
3. Das Bauraumvolumen ist bei der Envision sehr begrenzt. Größere Teile konnen überhaupt nicht gebaut werden.
   Wenn die Maschine mit zu wenig Teilen bestückt wird, erhöhen sich die Modellkosten.
   Nur bei einer voll bestückten Maschine rechnet sich der Modellbau.
   
   
4. Die Sützen müssen am Computer konstruiert werden. Bei Solidscapemaschinen entfällt das.
   Wenn man nicht in Serie produziert ( und das ist meistens der Fall ) frisst diese Arbeit, wenn man eine gute Qualität liefern möchte,
   jede Menge Zeit.

Fazit:
Die Envision Maschinen bauen zwar deutlich schneller, aber die Vor und Nacharbeit treiben die Kosten in die Höhe.
Die direkte Ausschmelzbarkeit ist in meinen Augen noch immer nicht gelöst.
Schwierige Geometrien werden in Serie nicht 100% gleich wiedergeben.

Hallo Martin!
1. Ausbrennen und Geometrie-Qualität:
Die Ergebnisse beim Ausbrennen sind sehr gut. Ich hatte gerade einen Gussbaum mit großen und kleinen Modellquerschnitten in der Hand und das war spitze. Die Einbettmasse war Plasticast, während die angelegte Zeit-Temperatur-Kurve auf Wachsteile abgestimmt war (was beim Brennen durch einen Lohn-Brenner der grösseren Wachsfraktion geschuldet war). Sowohl Oberfläche als auch Geometrie war spitze. Gerade komplexe und filigrane Geometrien sind prädestiniert, da die Auflösung bis 16 mikrometer runter geht.

2. Vor- und Nachbearbeitung:
Die Supports müssen nicht immer gesetzt werden. Häufig reicht einfach der Angussstutzen, der diese Funktion übernimmt. Klar, alle Vorteile (wie Bauzeit und Wirtschaftlichkeit) zum Nulltarif, wo gibt es das schon? Doch für die Supportgenerierung gibt es ein Automatismus und ist erst einmal der Support generiert (bei Erfahrung innerhalb von ein paar Minuten), dann kann das bei Serienteilen immer wieder verwendet werden. Die Computertechnik machts möglich. Das Entfernen des Supports ist einfach und könnte ggf. ohne Werkezug gemacht werden. Für handwerklich orientierte Anwender ist das nicht wirklich ein Problem und ist in kürzester Zeit machbar. Nur ca. 5% der Fläche sind überhaupt supportet (wenn überhaupt). Wenn ich die Zerbrechlichkeit von Wachsteilen ansehe, sehe ich hier deutliche Vorteile auf Seiten der Kunststoff-Fraktion. Zudem lassen sich Urformen für Silikon- und Gummiabformung (Vulkanisation) gewinnen, da eins der Materialien bis 120 ° C Temperatur-beständig ist. Die Flexibilität ist durch selbst durchführbare Materialwechsel voll gegeben und kann vom Anwender eigens gemacht werden. Das mit 4-5 zusätzlichen Mitarbeitern, die einzustellen wären, fällt ins Reich der Mythen...

3. Wirtschaftlichkeit:
Zur Wirtschaftlichkeit weiss ich nicht, ob Sie die Technik schon detailliert vergleichen konnten oder wie alt Ihr Wissensstand ist. Im Gegenteil: Wenn alle Kosten wie Ersatzteil- und Wartungskosten auf die Modelle umgelegt werden, kann das Wachsdruckverfahren nicht mithalten. Weder bei der Bauzeit, die ja beim Maskenprojektionsverfahren von envisiontec absolut unabhägig von der Baufeldausdehnung in x-/y-Richtung ist, als auch bei den Material- und Verschleißteilkosten kommt das Verfahren wirtschaftlich ran. Wo kann schon eine komplexe Maschine ohne Service-Vertrag verwendet werden, der bei robusten Technologien eigentlich nicht nötig sein sollte!? Das Baufeld der mittleren envisiontec Maschinen geht bis 180x140x230mm. Die ganz grossen gehen bis 600mm...

Fazit: Der Markt ist sehr intransparent. Jeder sollte sich sein eigenes Bild machen und die Anbieter auf Herz und Nieren prüfen mit Daten und Angaben über ALLE Kosten, die entstehen. Ein bisschen Offenheit vorausgesetzt, werden viele aussagen, die im Markt kursieren, relativiert oder ins Gegenteil revidiert.

Grüsse, Timm

Hallo zusammen!

Ich find die Diskussionen hier ja immer wieder ganz lustig, zumal ich diese Technik bereits an anderer Stelle im Forum vorgestellt und ausdiskutiert hatte. Ich möchte deswegen hier in diesem Thread auch nicht wieder die Vor-und Nachteile aufzählen sondern fasse mich etwas kürzer.

Wenn die Maschine mit zu wenig Teilen bestückt wird, erhöhen sich die Modellkosten.
Nur bei einer voll bestückten Maschine rechnet sich der Modellbau.

Ich baue relativ häufig nur ein einzelnes Teil - nicht immer ist die Zeit da um zu warten bis sich mehrere Teile mit den selben Anforderungen (Auflösung, Material) angesammelt haben. Rein kalkulatorisch sind die Kosten vernachlässigbar - für einen 8 Stunden Baujob z.B. sind es für kalkulatorischen Verschleiss und Strom (ohne Abschreibung und Material) 2,40 Euro. Ob ich diesen Betrag nun auf einen Ring umlege oder auf zehn....

Wenn wir bei unserem Modell Durchsatz pro Tag eine Envision einsetzen würden,
müsste ich direkt 4 bis 5 Leute zusätzlich einstellen.

Na super, endlich mal jemand der mit dem gesparten Geld direkt Arbeitsplätze schafft


Falls aber noch ein paar neue Punkte oder Fragen hier auftauchen sollten oder weiterer Diskussionsbedarf besteht melde ich mich gerne wieder zu Wort.

Vielleicht besteht ja sogar mal ein Interesse für einen vernüftigen und objektiven Benchmark aller relevanter Verfahren und Materialien für den Schmuckbereich? Werd mich gerne daran beteiligen. Ich weis - so etwas hat es schon gegeben aber nicht in deutsch und nicht aktuell.

Gruß Timo

Hallo,
ja ich denke die Modellbauart ist sehr attracktiv. Es kommt ja immer darauf an zu welchem Preis man die Schmuckteile hinterher verkauft. Mich würde mal interessieren wieviele Teile Ihr von einem Schmuckdesign herstellt und zu welchem Preis die fertigen Modell später an den Kunden verkauft werden.

Wer kann da eine Hausnummer nennen?

Gruss Moosi

Hallo Moosie,

ich hab mich mal auf deiner Internet-Adresse umgeschaut.
Hauptsächlich habt Ihr anscheinend euer Absatzgebiet im Maschinenbau,
oder ähnlichem.
Um deine Hoffnungen etwas zu dämpfen:

Der Schmuckbereich ist ein sehr spezieller:

Hier kommt es vor allem auf eine perfekte Oberflächenqualität an.
Es wird mit einer Standardschichtstärke von mindestens 0,0254 mm gearbeitet.

STL Verfahren, abgesehen von der 3D Systems Viper und der Envision Maschine kommen keine
an Schmuckqualitäten heran.

SLS Verfahren sind im Schmuckbereich zu grob, und nicht verwendbar.

Es gibt im Moment nur 4 Verfahren, die im Schmuckbereich brauchbar sind:

Solidscape Wachsdrucker
Envision
3D Systems HD 3000 oder CPX 3000 Produktionsmaschinen.

Wobei die Maschinen von Solidscape und 3D Systems zu bevorzugen sind,
da alle Geometrien baubar sind.
Zudem können Rauhigkeiten mit entsprechenden Lösungsmitteln,ohne Präzisionseinbußen, geschlichtet werden.

Die Kosten hängen von vielen Faktoren ab.
Ein kleiner Überblick:
Angefangen von kleinen Objekten bei 5 € ( Projet HD 3000 oder
CPX bei entsprechender Stückzahl)
bis zu 400,- € teuren Modellen auf Solidscape Maschinen.