Überm Atlantik, 24.10.2019
Die Unternehmensgruppe XponentialWorks ist eine Innovationsschmiede in der Nähe von Los Angeles. Industrielle High-Tech-Lösungen werden unter den Stichworten „Industrie 4.0“ und „Digitale Produktion“ von den verschiedenen Partnerunternehmen entwickelt und angeboten. Dabei sind im Bereich der additiven Fertigung und des Prototypenbaus verschiedene Firmen aktiv. Darunter NXT Factory, Paramatters und Nexa3D. Diese Lösungen werden in unseren Regionen vom RGF-/3DION-Partner ProductionToGo angeboten.
Nexa3D entwickelt seit 2015 ein 3D-Drucksystem für den industriellen Einsatz. Zwei Ziele stehen bei den Entwicklungen im Vordergrund:
1. Den Durchsatz und damit die Druckgeschwindigkeit endlich auf ein Level zu heben, das viele längst fordern und erwarten
2. Gleichzeitig aber eine sehr gute Oberflächengüte und Qualität der zu produzierenden Teile zu gewährleisten
Die Technologie, die sich an das DLP-Verfahren (Digital Light Processing) anlehnt, ermöglicht deutlich größere Bauräume und geradezu unfassbar schnelle Druckgeschwindigkeiten.
Das erste Modell, das jetzt marktreif ist, die NXE400, erfüllt die beiden gesetzten Hauptziele uneingeschränkt:
Die Druckgeschwindigkeit ist beeindruckend hoch und dabei arbeitet/produziert die Maschine trotzdem sehr präzise und genaue Teile mit einer extrem guten Oberflächengüte.
Die NXE400 bietet einen Bauraum von 275x160 mm (BxT) und 400 mm in der Höhe.
Maximilian Neck von ProductionToGo und Thomas Meurers vom RGF/3DION waren bei Nexa3D in Kalifornien und haben in zwei Tagen die Funktionalitäten gelernt und angewendet.
Qualität und Durchsatz
Das System druckt auf der Grundfläche des Bauraums mit einer Geschwindigkeit von 1cm/Minute in der Z-Achse. Und das unabhängig davon wie der Bauraum gefüllt ist und wie komplex die zu produzierenden Teile sind.
Aktuell drucken die Maschinen 100 μm Schichtdicke. In Abhängigkeit von der Resin-Entwicklung werden 50 und 200 μm möglich. 75 μm beträgt die X-Y-Auflösung. Die Oberflächenbeschaffenheit ist selbst bei den 100 μm Schichtstärke beeindruckend gut.
Die beiden Tage im Nexa3D-HQ waren alleine schon deshalb außergewöhnlich, weil während den Präsentationen und Schulungen dutzende Teile produziert werden konnten. Es wurden unter anderem 126 Kleinteile (1cm x 1cm x 5cm) innerhalb von 6 Minuten gedruckt. Diese doch neue Erfahrung macht bereits deutlich, welchen großartigen Fortschritt die Technologie den Nutzern bringt.
Die Technologie
Die Geschwindigkeit und auch die Bauraumgröße werden durch die entwickelte Continuous-Technologie ermöglicht. Im Gegensatz zum klassischen DLP-Verfahren wird bei dem Verfahren eine LED-Matrix zur Belichtung eingesetzt. Die Bauplattform steht wie beim DLP auf dem Kopf und zieht das Objekt aus dem flüssigen Photopolymer/Resin. Entscheidend ist neben der LED-Matrix eine speziell beschichtete Membran am Boden des Resin-Bassins. Diese Membran ermöglicht mit entscheidend die Geschwindigkeit. Durch das Anheben der Bauplattform löst sich die jeweils gedruckte Schicht extrem schnell von der Membran und durch ein entstehendes Vakuum fließt das Photopolymer schlagartig unter das Objekt, bevor die Bauplattform wieder für die nächste Schicht eintaucht. Das geht so schnell, dass die Teile dadurch nahezu kontinuierlich gebaut werden, bzw. aus dem Resin „gezogen“ werden.
Verbrauchsmaterial
Verbrauchsmaterialien sind neben dem Photopolymer/Resin, die Membran und ggf. auch die Pumpenschläuche wenn häufiger Resin gewechselt wird.
Aktuell werden 4 Resins angeboten:
• xSpeed: Der Name ist Programm - für die schnellste Druckgeschwindigkeit zum Prototypenbau und Erstellung von Demonstrationsobjekten
• xPerform: Am schnellsten zu verarbeitendes ABS-like-Material am Markt mit hoher Festigkeit
• xRigid: Höchste Präzision, geringste Schrumpfungseffekte und Feuchtigkeitsresistent
• xPerformPro: Temperaturbeständiges PP-like-Material, sehr stabil
Weitere Materialien, wie z.B. ein klares Material, Hochtemperatur-Material, elastisches Material und auch für Zahnlabore zertifizierte Photopolymere sind in Vorbereitung und werden für 2020 erwartet.
Materialdatenblätter stellen wir auf Wunsch gerne zur Verfügung.
Vorbe
reitung
Die Maschinen werden mit einem Softwarepaket ausgeliefert. Dazu gehören zwei Programme: Zum einen eine Magics-Version von Materialize mit der die Daten geprüft, ggf. repariert, im Bauraum platziert und mit Support versehen werden. Im Anschluss daran werden die Daten in das zweite Programm, NexaX übergeben, die die eigentliche Ansteuerung des Druckers übernimmt. Hier können noch weitere Einstellungen vorgenommen werden. Die Anzahl der Schichten und die zu erwartenden Produktionszeit werden angezeigt. Wenn alles in Ordnung ist, wird die Datei aus dem NexaX via USB, LAN oder W-LAN an das System zur Ausgabe übergeben.
Die Bedienung der Maschine selbst erfolgt über ein sehr aufgeräumtes und gut strukturiertes Touch-Display.
Das Handling ist sehr einfach und fast schon intuitiv.
Nachbearbeitung
Nach Abschluss des Druckvorgangs und einer kurzen Ruhe- und Abtropfphase wird die Bauplattform zur Weiterverarbeitung aus der Maschine genommen.
Das nicht genutzte Resin kann sofort wiederverwendet werden und auch einige Zeit ungenutzt in der Maschine verbleiben. Für eine längere Produktionspause oder auch einen Materialwechsel kann das Resin mittels zweier im System integrierter Pumpen aus der Maschine, bzw. dem Bassin in einen integrierten Behälter gepumpt werden.
Nach der Abtropfpause können die Teile samt Support von der Bauplattform genommen werden. Danach erfolgt die kurze Reinigung von überschüssigen Resin in IPA-Alkohol. Dann können die Bauteile in der UV-Station aushärten.
Zum guten Schluss müssen dann noch wie üblich die Stützen entfernt werden.
Der gesamte Prozess funktioniert hervorragend. Es empfiehlt sich Handschuhe zu tragen um den Kontakt zu Resin und Alkohol zu vermeiden. Weitere Sicherheitsmaßnahmen sind nicht notwendig und das Handling ist insgesamt verhältnismäßig sauber und unkompliziert.
Service
Nexa3D hat den Markteintritt sehr gut vorbereitet. Dazu gehören auch Anwenderhandbücher und Servicedokumentationen für die Techniker, Trainings, sowie ein fertiges Ticketsystem für den Servicepartner.
ProductionToGo greift auf ein flächendeckendes Technikernetz zurück.
Das Maschinendesign ermöglicht es dem Anwender den Großteil der Wartungs- und Servicearbeiten auch selbst durchzuführen. Das spart Zeit, Kosten und erhöht auch nochmal den Durchsatz.
Roadmap
Last but not least: Wir finden das Design der Maschine sehr gelungen. Auch im Detail haben sich die Entwickler viele gute und auch schöne Sachen einfallen lassen. Auf Sicht werden passend zu der Maschine und im Design der Anlage eine Reinigungsstation und eine UV-Station zur Aushärtung angeboten (Links von der Maschine im Bild unten). In einer weiteren optionalen Ausbaustufe soll die Anlage dann auch automatisch arbeiten, d.h. das Resin automatisch eingefüllt, die Bauplattform eingesetzt, nach dem Druck in die Reinigungseinheit und danach in die UV-Station übergeben werden.
Darüber hinaus ist eine Dental-Version der NXE mit entsprechend zertifizierten Materialien geplant.
XYZ
Ursprünglich sollte die Maschine in Kooperation zwischen Nexa3D und XYZ als XYZ MfgPro1600 xPF auf den Markt kommen. So haben wir die Maschine auch bereits im Juni vorgestellt. Inzwischen wurde entschieden, dass die Maschine unter dem Brand Nexa3D vermarktet wird.
Verfügbarkeit
ProductionToGo sind bis zum Jahreswechsel Maschinen im zweistelligen Bereich zugesagt worden. Ab Q1 2020 soll die Maschine ab Lager verfügbar sein. Bei einer Investition von weit unter 100 TEU je Anlage ist aber davon auszugehen, dass Kunden, die die Anlage in diesem Jahr oder Anfang 2020 erhalten möchten, schnell handeln sollten.
Um Maschinen aus der o.g. ersten Lieferung zu erhalten, wenden Sie sich bitte an: info@3dion.org und fragen Sie nach der Möglichkeit einer verbindlichen Reservierung.
Live-Demos
Auf der Formnext (Messe Frankfurt, 19. bis 22. November 2019) ist Nexa3D in Halle 11.0, Stand B21 bei „XponentialWorks“.
Unser Team freut sich auf den Besuch. Terminvereinbarung bitte an info@3dion.org.
Oder kommen Sie uns im ProductionToGo-Center in der Nähe von Karlsruhe besuchen.
Mehr Infos
https://production-to-go.com/printer/nexa3d/nxe400-continuous-lspc/
Weitere Messestände mit ProductionToGo auf der Formnext
ParaMatters: https://production-to-go.com/printer/paramatters/ Halle 11.0, Stand B21 bei „XponentialWorks“
Dynamical Tools: https://production-to-go.com/printer/dynamical-tools-fdm/ Halle 12.1, Stand C91
MakerBot: https://production-to-go.com/printer/maker-bot/ Halle 12.1, Stand F99
Sinterit: https://production-to-go.com/printer/sinterit/ Halle 11.1, Stand B49
Desktop Metal: https://production-to-go.com/printer/desktop-metal/ Halle 11.1, Stand D71
Thomas Meurers
RGF - die Multiplikatoren
