3D-Drucker

[DavidL]

Hallo Leute,
ich bin David aus Dresden und neu hier im Forum. Einen Laser besitze ich leider nicht und werde mir auch keinen leisten können (Student). Trotzdem habe ich einige Überlegungen angestellt, wie man sich einen low-cost 3D-Drucker bauen könnte, der auf dem Prinzip des Lasersinter-Verfahrens aufbaut. Da das üblicherweise verwendete Metallpulver sehr teuer ist, bin ich auf die Idee gekommen, Alufolie schichtweise zu verschweißen (wie man die überstehende, nicht verschweißte Folie am Ende abreißt/schneidet soll jetzt nicht Thema sein). Nun brauche ich einigermaßen verlässliche Angaben zur benötigten Leistung des Lasers. Hier meine Rechnung:

-Durchmesser Laserstrahl blau oder grün laut Forenbeiträgen etwa: d = 1,5mm

-Folienstärke: h = 0,014mm

-Dichte Al: p = 2,7g/cm^3 = 0,0027g/(mm)^3

-V(Al) = Pi*r^2*h = Pi*(0,75mm)^2*0,014mm = 0,02474(mm)^3

-m(Al) = p(Al)*V(Al) = 0,0027g/(mm)^3*0,02474(mm)^3 = 6,68*10^(-5)g = 0,0000668g (Masse einer Schicht Aluminium mit der Größe eines Laserpunktes)

-M(Al) = Atommasse(Al) = 27g/mol

-n = m/M = 2,474*10^(-6)mol

-Schmelzwärme(Al) = 10,7kJ/mol

-Schmelzenergie = Es = Schmelzwärme*n = 2,647*10^(-5)kJ = 0,02647J

-spez. Wärmekapazität(Al) = 897J/(kg*K) = 0,0897J/(g*K)

-Schmelzpunkt(Al) = 660,32°C = 933,47K (diffT = ca. 640K ab Zimmertemp.)

-Erhitzungsenergie = Eh = 0,897J/(g*K) *6,68*10^(-5)g* 640K = 0,03835J

-Gesamtenergie = Eges = Es+Eh = 0,0648J

-ein bezahlbarer Laser hat bis zu 1000mW = 1J/s

-da 90% des Lichtes reflektiert wird, bleiben 0,1J/s

-Zeit, die benötigt wird um einen Punkt zu verschweißen: T = Eges/P = 0,0648J/0,1(J/s) =0,648s

-nicht berücksichtigt ist der Wärmeverlust duch Ableitung in angrenzende Bereiche und die Möglichkeit des Vorheizens mit einem Fön

Frage: Ist das realistisch und habt ihr eine Meinung oder Erfahrungen dazu?
Bitte: Falls Jemand von euch einen leistungsstarken Laser besitzt, wäre ich dankbar, wenn Derjenige das mal ausprobiert.

Vielen Dank!

[VDX]

Hi David,

statt Alu würde ich's eher mit Messingfolie und einer Vorbeschichtung mit Lötzinn (Löten/Hartlöten statt Verschweißen) versuchen ... Alu ohne Schutzgas geht gar nicht, Verschweißen von Folie dürfte auch mit Argon grenzwertig sein

Ich habe einen 50Watt-IR-Faserlaser, mit dem ich sowas testen könnte, hab' abr nur wenig Zeit für neue Projekte ...

Viktor

[goamarty]

Der Wärmeverlust durch Ableitung wird aber relevant sein, immerhin macht man Kühlkörper meist aus Alu wegen der guten Wärmleitung. Folie ist da viel schlechter als Pulver. Alupulver ist zwar kaufbar und nicht teuer, aber wird sich wegen der Oxidschicht auch schwer sintern lassen. 90% Reflexion ist auch eher "optimistisch". Alubeschichtete Spiegel funktionieren recht gut. Also mit einer 1W Diode kannst du auf die Alufolie draufbraten, solange du willst, da wird sich nichts tun.

Laserpolymerisation/Stereolithographie könnte gehen, wenn du ein Harz hast, welches im passenden Wellenlängenbereich empfindlich ist. Mit verdreifachten Nd:YAG Lasern (355nm) funktioniert das laut einem Bekannten mit 250-500mW, aber die haben auch auf 1W aufgerüstet. Konnten sie aber angeblich erstmal nicht ausfahren, weil die Scanner nicht schnell genug waren. Harze die bei 445nm empfindlich sind solls angeblich geben...

[VDX]

... schreib's nochmal, da die letzte Antwort von heute Morgen einem 'Datebank-Schluckauf' zum Opfer gefallen ist

Für UV-DLP-Druck verwende ich UV-resins von spot-A materials, welche optimal für die 405nm-BluRay-Dioden sind - hab' eine mit 200mW, mit der es ziemlich gut funktioniert ...

Mit einer 445nm bei 500mW habe ichs mit einem Resin versucht, das bis 450nm empfindlich sein sollte, da gings aber nicht so gut - es härtete nicht gleich beim Draufleuchten aus, sondern nur am Boden des Gefäßes ... die vorher durchleuchteten etwa 2mm Resin zeigten sich relativ 'unbeeindruckt'

Viktor