Anisoprint Composer A4 - Industrieller 3D-Drucker mit Endlosfaser (Continuous Fiber)

Der Anisoprint Composer A4 ist ein professioneller 3D-Drucker mit einer neuen und patentierten Verbundextrusions-Technologie (CFC). Er erzeugt Druckobjekte, die belastbarer, leichter und preiswerter sind als vergleichbare Werkstücke aus Metall, Kunststoff oder nicht optimierten Verbundwerkstoffen.

CFC-Technologie

Die CFC-Technologie (Composite Fiber Coextrusion oder „Anisoprinting“) erzeugt mit einem modifizierten FFF-Druckverfahren besonders stabile faserverstärkte Verbundstrukturen. Gängige FFF-Drucker erreichen die Faserverstärkung mit sogenannten „gefüllten“ Filamenten. Diese Materialien bestehen aus thermoplastischen Trägermaterialien, denen das Verstärkermaterial in Form kurzer Fasern beigemischt ist. Bei der von Anisoprint entwickelten CFC-Technologie wird das verstärkende Material als Endlosfaser in das Druckobjekt eingebracht und kann damit viel länger sein. Die Fasern können maximal sogar so lang wie das Objekt sein und erzeugen daher viel extremere physikalische und mechanische Eigenschaften als Fasern im Mikrometerbereich.
Die erzeugten Bauteile sind:

• Bis zu 30-mal stärker als Kunststoff
• Bis zu 7-mal leichter als Stahl
• Bis zu 2-mal stärker und leichter als Aluminium

Faser-Co-Extrusion und offenes Filament-System

Der Druckkopf hat zwei Düsen und drei Materialeingänge. (Davon ist kein Material für auswaschbare Supportstrukturen vorgesehen.) Der Druckkopf lässt sich in zwei Extruder unterteilen.

Mit dem "Plastic Extruder" (in der Abbildung weiß) wird die äußere Hülle des Objekts gedruckt. Bei der Wahl dieses Filaments sind Sie nicht an einen Hersteller gebunden. Arbeiten Sie mit den Werkstoffen, die Sie schon kennen und in Ihrer Produktion benutzen. Es können beliebige 1,75 mm-Filamente verwendet werden, die mit einer Verarbeitungstemperatur bis 270°C gedruckt werden (z.B. PETG, ABS, PC, PLA, Nylon, usw.). Es ist sogar möglich fasergefüllte Thermoplaste zu verwenden. Für sehr stabile Objekte mit besonders glatten Oberflächen hat Polymaker für Anisoprint Smooth PA entwickelt. Druckt man ohne Faserverstärkung, kann man den Composer mit dieser Düse wie einen gewöhnlichen FFF-Drucker nutzen.

Der Composite Extruder (in der Abbildung orange) druckt das Verbundmaterial, daher hat er zwei Eingänge: einen für die Endlosfaser und einen für das Träger- oder Matrixmaterial. Als Matrixmaterial haben Sie auch hier eine herstellerunabhängige Auswahl an FDM-Kunststoffen bis 270°C Drucktemperatur. Eine gute Option ist das von Polymaker speziell entwickelte CFC PA . Als Endlosfaserwerkstoff stehen zwei Materialien zur Verfügung: CFF auf Kohlenstoffbasis und CBF auf Basaltbasis. Beide bestehen aus einem Strang tausender, langer ultradünner Kohlenstoff- oder Basalt-Fasern, imprägniert mit einem Trägerpolymer. Es gibt sie derzeit nur von Anisoprint.

Diese schematische Ansicht zeigt nur den Compositeextruder mit den zwei FIlamenteingängen und der Composite Nozzle. Im sogenannten Meltingchamber verbinden sich beide Filamente, bevor sie aus der gemeinsamen Düse gedruckt werden.

Festigkeit und Steifigkeit des Verbundwerkstoffs liegen entlang der Faser, weshalb die Gitter, die aus eindimensionalen Rippen bestehen, die optimale Form für Verbundwerkstoffe darstellen. Mit diesem Verfahren erhalten Sie maximale Festigkeit bei minimalem Materialeinsatz, d.h. minimales Gewicht, minimale Produktionszeit und minimaler Preis des Bauteils. Der Prozess ist einstufig und erfordert kein Nachhärten und keine Nachbearbeitung mit Werkzeugen.

Slicing Software Aura

Die Slicing Software Aura ist kostenlos und wird lokal auf Ihrem Rechner installiert. In industriellen Umgebungen ist das oft von Vorteil, da cloudbasierte Lösungen aufgrund von Sicherheitsbeschränkungen problematisch sein können.
Mit Aura haben Sie Zugriff auf eine umfassende Paramterauswahlwahl . Der Slicer unterstützt Sie bei der Einrichtung des Druckprozesses und bei den Einstellungen für alle Werkstoffe. Sie können die Fasermenge und das Verstärkungsmuster anpassen und sogar den g-Code öffnen  und bearbeiten. Wenn Sie mit Aura slicen, druckt das Verbundmaterial die stabilisierenden Strukturen im Inneren des Objekts, wobei Sie das Füllmuster, die Dichte und die Ausrichtung bestimmen können. Mit speziellen Plug-Ins haben Sie sogar detaillierten Zugriff auf jeden Faserpfad und bestimmen damit noch exakter, wo und in welche Richtung Ihr Objekt verstärkt werden soll. So vorbereitet können Sie auch nur mit dem Verbundextruder drucken.

Vertiefende Informationen zu den Designmöglichkeiten gibt es in diesem Video . Die Software Aura und weitere Informtionen können Sie hier vorab downloaden und testen.

Aufbau des Druckers

Der Bauraum des Druckers hat die Grundfläche 297 x 210 mm (DIN A4) und ist 140 mm hoch. Das Glas-Druckbett ist bis 60°C beheizbar und herausnehmbar. Der Drucker verarbeitet 1,75-mm-Filamente und druckt mit 0,4 mm-Düsen in einer Auflösung von 60 Mikron. Eine Schneidevorrichtung sitzt an der Zuführung der Endlosfaser.
Die Steuerung erfolgt über ein LCD-Touchdisplay.

Den Composer gibt es in zwei baugleichen Varianten, die sich nur in der Größe unterscheiden. Die Maße der Grundfläche entsprechen jeweils DIN  A4 und DIN A3. Zum Composer A3 .