Voraussetzungen, Nachbearbeitung, Wartung: Alles, was Sie über den Fuse 1 wissen müssen

Der SLS-3D-Drucker (selektives Lasersintern) Fuse 1 ist gerade einmal ein Jahr lang auf dem Markt, repräsentiert seit seiner Veröffentlichung aber grob die Hälfte des gesamten Verkaufsvolumens aller SLS-Drucker. Dank seines kompakten Designs, des intuitiven Arbeitsablaufs und des erschwinglichen Preises führen selbst kleine Unternehmen SLS-Druck mit dem Fuse 1 betriebsintern ein. Und große Unternehmen skalieren damit ganz leicht und kostengünstig die Produktion. Nun schöpfen wir aus dem Erfahrungsschatz vieler Profis und haben so die wichtigsten Informationen zusammengetragen, die beim Einstieg in den SLS-Arbeitsablauf zu beachten sind. 

In diesem Beitrag behandeln wir folgende Themen:

• Infrastrukturanforderungen für den Fuse 1 und Fuse Sift

• Tipps für effizientere Arbeitsabläufe und erhöhte Produktivität

• Empfehlungen für die Nachbearbeitung

• Häufige Bedenken beim SLS-Druck und wie der Fuse 1 darauf eingeht

Zugänglichkeit stand für Formlabs bei der Entwicklung des Fuse 1 ganz oben. Die meisten Unternehmen verfügen weder über allzu viele ungenutzte Quadratmeter noch über mehrere Spezialstromkreise, wie sie traditionell für SLS-Systeme benötigt werden. Ein erheblicher Teil unserer Kundschaft arbeitet in Büroräumen und nicht in Lagerhäusern oder Ingenieurwerkstätten. Der verfügbare Platz, die elektrischen Schaltkreise und die Lüftungssysteme lassen sich oft nur eingeschränkt anpassen. Der Fuse 1 ist die Lösung dieses Dilemmas. Er wurde für Kompaktheit entworfen, lässt sich leicht aufstellen sowie sicher und intuitiv nutzen und erfordert nur minimale Reinigungsarbeiten.

Für die meisten SLS-Drucker benötigen Sie Liefertore und einen Gabelstapler. Der Fuse 1 und der Fuse Sift lassen sich mithilfe eines Hebegurts von zwei Personen tragen. So lassen sich Büroräume, Treppen und enge Passagen leichter bewältigen. Formlabs-Kunde PrintParts hat im Manhattaner Büro 12 Fuse-1-Drucker und sechs Fuse Sifts aufgestellt, ganz ohne Liefertore oder einen Umbau der Lüftungsinstallation. 

Bei der Lieferung des Fuse 1 haben Sie die Wahl folgender Optionen:

• Montage-Lieferung: Das Lieferteam nimmt die Geräte vom LKW, bringt sie ins Gebäude und an den vorgesehenen Standort. Falls es sich dabei um ein anderes Stockwerk handelt, benötigen Sie einen Lastenaufzug. 
• Lieferung bis zur Tür: Das Lieferteam bringt die Geräte bis an Ihre Laderampe, welche auf palettierte Lieferungen oder Frachtlieferungen ausgelegt sein muss.

Der Aufstellungsort eines Fuse 1 mit nebenstehendem Fuse Sift nimmt eine Fläche ein von 3,10 m Breite und 1,46 m Tiefe (bis zur Wand). Eine normale Deckenhöhe von 2,5 m genügt vollkommen. 

Die Abstände und Zugangspunkte können sich ändern, falls Sie mehrere Geräte zusammenstellen. Haben Sie z. B. vier Drucker entlang einer Wand, genügen 30,5 cm Abstand dazwischen. Merken Sie sich aber folgende Grundregeln:

• Abmessungen des Fuse 1: 64,5 cm (Tiefe) × 107 cm (Höhe) × 68,5 cm (Breite)

• Abstände des Fuse 1:

  • 20 cm Abstand von Wänden (Seiten und Rückseite)

  • 61 cm zum Öffnen der Tür (öffnet nach links)

  • 30,5 cm zwischen der offenen Tür und benachbarten Geräten

• Abmessungen des Fuse Sift: 61 cm (Tiefe) x 188,8 cm (Höhe) × 99,1 cm (Breite)

• Abstände des Fuse Sift:

  • 20 cm Abstand von Wänden (Seiten und Rückseite)

  • 61 cm für den Zugang von vorne sowie links und rechts (für Sauger, Pulverkartuschen etc.)

Auf einer Breite von 4,56 m bringen Sie zwei komplette Materialabläufe unter: zwei Fuse-1-Drucker und zwei Fuse Sifts. 

Die kompletten Anforderungen an die Arbeitsumgebung finden Sie in unserem Leitfaden für die Standortvorbereitung.

Da der Fuse 1 und Fuse Sift auf kompaktes Design und Effizienz ausgelegt sind, haben Sie nicht dieselben Starkstromanforderungen wie andere SLS-Systeme. Zwar benötigen Sie einen eigenen unabhängigen Stromkreis für jedes Gerät, doch sind die Wattanforderungen weit verbreitet verfügbar oder leicht zu installieren. 

Folgende Voraussetzungen gelten:

• Sie benötigen zwei unabhängige Stromkreise mit 230 Volt und mindestens 6 Ampere auf einer Schuko-Steckdose. 

• Der Fuse 1 und Fuse Sift dürfen keinen Schaltkreis miteinander oder mit einem anderen Gerät teilen. 

• Falls Ihr Sauger mehr als 6 Ampere zieht, benötigt Ihr Fuse Sift einen unabhängigen Stromkreis, der 230 Volt und mindestens 10 Ampere an eine Schuko-Steckdose vom Typ CEE 7/3 liefert.

Fuse 1 und Fuse Sift lassen sich leicht in Ihr bestehendes Netzwerk eingliedern, da beide über Ethernet und WLAN verfügen. Zum Einstieg in SLS wird keine teure Software zur Verwaltung der Drucker benötigt. Fuse 1 und Fuse Sift arbeiten beide mit Formlabs' kostenloser Druckvorbereitungssoftware PreForm, welche übergreifend mit allen CAD-Programmen kompatibel ist. 

PreForm erleichtert außerdem die optimale Pulvernutzung mithilfe eines automatischen Packalgorithmus. Dies minimiert die Betriebskosten. Der Algorithmus platziert die Teile in der Konstruktionskammer so, dass ungesintertes Pulver minimiert und der Platz optimal ausgenutzt wird. 

Außerdem gibt es direkte Integrationen für Programme wie etwa Fusion 360, damit die Integration und die Druckvorbereitung in Ihrem Arbeitsablauf nahtlos und zeiteffizient vonstattengehen. Unternehmen mit größerer SLS-Produktion verwalten über die kostenlose Online-Plattform Dashboard ganz leicht das Pulver und die Wartungszyklen, starten Drucke aus der Ferne und teilen Dateien und den Druckfortschritt mit dem gesamten Team.

Einer der Hauptgründe, der für viele Unternehmen gegen die Einführung des SLS-Drucks spricht, ist die komplizierte und mit viel Schmutz verbundene Nachbearbeitung. Dabei ist das Pulver häufig das größte Problem, sowohl im Aspekt Sicherheit als auch was die Verschmutzung angeht. 

Der Fuse 1 und Fuse Sift setzen diesem Bedenken ein Ende, indem die meisten Pulverschritte (Rückgewinnung, Vorbereitung, Transport und Lagerung) in geschlossenen Systemen ablaufen und die direkten Arbeiten mit dem Pulver begrenzen.

Der Fuse Sift erschafft außerdem eine sichere Arbeitsumgebung unter seiner Haube, in welcher die Teile aus dem Presskörper (dem Konstrukt mit teilweise ungesinterten Pulver, in dem sich die Druckteile befinden) entnommen werden. Dort wird auch das überschüssige Pulver zur Wiederverwertung zurückgewonnen. Früher benötigte es einen Techniker zur Nachbearbeitung der Teile, doch der Fuse Sift macht diesen Schritt so leicht, dass jeder mit den mitgelieferten Werkzeugen die Teile vom Pulver befreien kann. Er übernimmt außerdem das Aufbrechen der Pulverklumpen.

Der HEPA-Filter bietet einen fortwährenden Luftsog, was einen Unterdruck unter der Haube des Fuse Sift erzeugt. So werden Pulverpartikel, die sich in die Luft erheben, schnell wieder runtergezogen, weg von der Haube und dem Bedienpersonal. Der Saugeranschluss des Fuse Sift macht die Reinigung der Werkzeuge zu einer Leichtigkeit. Und nach der Nachbearbeitung lassen sich die Werkzeuge praktisch im Fuse Sift verstauen, was den Arbeitsbereich aufgeräumt und sauber hält. 

Die Pulverrückgewinnung, -wiederverwertung und -mischung sind so aufgebaut, dass jeder das Maximum aus Drucker und Materialien herausholen kann. Von Anfang bis Ende führt Sie der Arbeitsablauf durch die Neuzuführungsrate, Packdichte und die Pulvermischung, damit so wenig Abfall wie nur irgend möglich entsteht. Ihre Packdichte sehen Sie in PreForm, genauso wie die Mengen des wiederverwerteten und frischen Pulvers, die Sie bei jedem Druck verwenden. Nach Abschluss des Drucks führt Sie der Fuse Sift über den Hauptbildschirm durch den Pulvermischungsprozess und liefert Ihnen eine frisch gemischte Kartusche, die Sie für den nächsten Druck verwenden können.

Beim Kauf eines neuen Geräts spielen die Anschaffungskosten wahrscheinlich eine entscheidende Rolle, doch sind diese nicht der einzige Faktor. Viele SLS-Drucker umfassen verpflichtende Serviceverträge im fünfstelligen Bereich mit komplizierten Wartungsplänen, die einen zuständigen Techniker oder weitreichende Schulungen voraussetzen.

Der Fuse 1 hat zwei verschiedene Optionen der jährlichen Servicepläne, damit alle die für sie passende Unterstützung und Schulung wählen können.

Der geringe Aufwand und Wartungsbedarf ist ein wichtiger Teil dessen, was den Fuse 1 zu einer industriellen Lösung im zugänglichen Format macht. Die einzig jährlich wiederkehrende Aufgabe (zwischen den jährlichen Besuchen unseres ausgebildeten Servicepersonals bei Ihnen vor Ort) ist der Austausch der Abluft- und HEPA-Filter im Fuse 1 und Fuse Sift. Abgesehen davon müssen nur die optischen Komponenten zwischen den einzelnen Druckvorgängen gereinigt werden, was üblicherweise gerade einmal zwei Minuten in Anspruch nimmt. 

Formlabs hat es sich zum Ziel erklärt, den Zugang zur digitalen Fertigung auszuweiten. Wir verstehen, dass eine breite Palette mechanischer und optischer Eigenschaften genau das ist, was Innovationen fördert. Aus diesem Grund enthält unsere Bibliothek der SLS-Materialien jetzt mehrere Optionen für den Fuse 1: Nylon 12 Powder, Nylon 11 Powder und Nylon 12 GF Powder – weitere folgen in Zukunft. 

Viele SLS-Systeme unterstützen die Verwendung mehrerer Materialien im selben Drucker nicht. Oder sie unterliegen Reinigungsvorschriften, die bis zu zwei volle Tage in Anspruch nehmen. 

Der Fuse 1 und Fuse Sift lassen sich mit mehreren Formlabs-Materialien verwenden und wir haben entsprechend detaillierte Reinigungsanweisungen bereitgestellt, um den Drucker und seine Nachbearbeitungsstation auf einen neuen Pulvertyp vorzubereiten. Dieser Materialwechsel muss gründlich durchgeführt werden, ist aber mit einer Gesamtzeit von vier Stunden immer noch weitaus einfacher als bei den meisten SLS-Systemen. Diese Zeit lässt sich sogar noch weiter reduzieren, wenn Sie von Nylon 12 Powder auf Nylon 12 GF Powder wechseln. Da die Grundlage bei beiden Materialien sehr ähnlich ist, benötigt der Reinigungsvorgang nur ungefähr zwei Stunden. Vergleicht man dies mit Einzelmaterialsystemen oder komplexen Vorschriften industrieller Drucker, so öffnet die Nutzung mehrerer Pulver in einem einzigen Gerät den Unternehmen die Tür ganz neuer Möglichkeiten.

Der Fuse Sift macht die Nachbearbeitung zum Kinderspiel, einschließlich der Entnahme aus dem Pulverkuchen, der Befreiung vom Pulver, der Wiederverwertung und der Mischung des Materials. Aber was kommt nach der Entnahme der Teile und der Nachbearbeitung? 

Wir verstehen, dass viele Anwendungen unglaublich glatte Oberflächen benötigen, was im Anschluss an den Fuse Sift noch einen weiteren Schritt voraussetzt. Sandstrahlen und Dampfpolieren sind zwei Prozesse, mit denen häufig die Oberflächen der Druckteile geglättet werden. Sie verbessern die Porosität und die Wasserdichte ebenso wie die Ästhetik von Endverwendungsteilen.

Strahlkammern sind recht erschwinglich und schon zu einem Preis von 200 € erhältlich. Sie sollten in einem separaten Raum oder an einem anderen Arbeitsplatz aufgestellt werden, abseits des Fuse 1. Auch das Strahlmittel muss separat vom Pulver des Fuse 1 gelagert werden. 

Beim Dampfpolieren wird Acetondampf zur Glättung der Oberfläche von Kunststoffteilen verwendet, zum Entfernen von Linien oder Dellen und zur Erstellung einer polierten Oberfläche. Dampfpolieren kann kostengünstig von Hand durchgeführt werden, doch senden die meisten Unternehmen ihre Teile zur industriellen Behandlung. 

Ein weit verbreiteter Irrglaube ist, dass die Pulverpartikel gefährlich wären und die Lunge schädigen können. Dieses Bedenken stammt von einer anderen 3D-Drucktechnologie: Schmelzschichtung (FDM) kann kleine Partikel verursachen, die durch die Luft schweben und beim Eindringen in die Atemwege schädlich sind. 

Die Pulvermaterialien des Fuse 1 hingegen sind wesentlich größer (40 Mikrometer Durchmesser) und deshalb zu schwer, um sich ohne weiteres in die Luft zu erheben. Sie bleiben innerhalb des Fuse Sift, da sie zu groß sind, um mit den Luftströmen in die Atemwege zu gelangen. 

Außerdem verwenden der Fuse 1 und Fuse Sift HEPA-Filter in Industriequalität mit internen Sensoren, die bei schlechter Filterleistung sofort Alarm schlagen und einen Filterwechsel veranlassen. 

Wer sich mit den Arbeitsprozessen beim SLS-Druck nicht auskennt, nimmt die empfohlenen N95/FFP2-Masken als Anlass zum Glaube, dass das Pulver toxisch wäre – so wie einige der Dämpfe beim FDM-Druck. Aufgrund der großen Partikel, der HEPA- und Abluftfilter in Industriequalität und des halbgeschlossenen Arbeitsbereichs sind sowohl der Fuse 1 als auch der Fuse Sift für eine sichere Nutzung in Innenräumen geeignet – dazu zählen neben traditionellen Industrieumgebungen auch (Aus-)Bildungsszenarien, Forschungslabore, Büroräume und Kreativwerkstätten. 

Die oben erläuterten Argumente sind für einen einzelnen Drucker genauso relevant wie für die Erweiterung um weitere Geräte. Der Fuse 1 und der Fuse Sift eignen sich ideal zur Produktion aber auch zur iterativen Prototypenfertigung. Hier sind ein paar gute Gründe:

• Kompakte Größe: einfache Anlieferung auch außerhalb von Industrieumgebungen, leichter Aufbau

• Preis: kostengünstiger Einsatz in bestehenden Arbeitsabläufen, erschwingliche Skalierung

• Geringe Wartung: vereinzelte und unkomplizierte Wartungsaufgaben, ausgezeichneter Kundenservice

• Materialwechsel: mehrere Materialien bedeuten mehr Flexibilität in der Produktion

• Sicherheit: Filter in Industriequalität, Sensorsysteme und Arbeit in kontrollierten Bereichen für ein sicheres und abgegrenztes Umfeld

Der Fuse 1 und der Fuse Sift sind für Intuitivität entworfen und sowohl für SLS-Kenner*innen als auch für Neueinsteiger*innen in diese Technologie ausgelegt. Falls Sie jedoch Fragen zum Arbeitsablauf, speziellen Anwendungen oder zu den Infrastrukturanforderungen haben, dann steht Ihnen unser SLS-Expertenteam mit informationsreichen Vorführungen und präzisen ROI-Berechnungen zur Seite, dabei können Sie auch Ihre eigenen Teile und Produktionszeiten einfließen lassen.

Formlabs ist stolz darauf, dass ein so großer Teil unserer Kundschaft die Produktionskapazitäten mit dem Fuse 1 hochskaliert hat. Mehr darüber sowie reale Beispiele unserer Drucker im Einsatz erfahren Sie in unseren Geschichten des Manhattaner Dienstleisters PrintParts oder des Automobilzulieferers Vital Auto. Lesen Sie unseren 3D-Druck-Anwendungsbericht und erfahren Sie, wie der SLS-Markt auf der ganzen Welt wächst.