Binder Jetting Drucker selber bauen

[reklm]

Guten Tag,
hat sich hier schon einmal jemand mit Binder Jetting beschäftigt?

Ich habe vor, einen Binder-Jetting-Drucker selbst zu bauen. Die XYZ-Achsen habe ich bereits vorbereitet, und auch das Layering-System dürfte keine allzu große Herausforderung darstellen.

Bevor ich jedoch weiterbaue, muss ich sicherstellen, dass ich einen geeigneten Druckkopf bekomme. Vor einiger Zeit hatte ich auf eBay auf einen geboten, konnte ihn leider aber nicht ersteigern.
Ich hoffe, dass bald wieder ein passendes Angebot auftaucht. Falls nicht, müsste ich auf andere Druckkopf-Lösungen ausweichen. Aktuell sehe ich zwei Möglichkeiten:

Einen alten Inkjet-Druckkopf verwenden
Vorteil: hohe Auflösung
Nachteil: Ansteuerung könnte schwierig werden, außerdem besteht die Gefahr von Verstopfungen.

Einen piezogesteuerten Sprühkopf einsetzen
Vorteil: vermutlich einfacher zu realisieren
Nachteil: die geringere Auflösung.

Ideal wäre für meine Anwendung eine Auflösung von 0,1 mm, gerne auch besser. Ein Zehntelmillimeter würde allerdings bereits ausreichen.
Kennt jemand weitere geeignete Druckverfahren oder Bezugsquellen für passende Druckköpfe? Über Erfahrungsberichte und Tipps würde ich mich sehr freuen.

[VDX]

... schau mal nach Druckköpfen, wie sie von der Post verwendet werden, um Pakete im "vorbeihuschen" aus bis 400mm Abstand mit Daten und Codes zu bedrucken ... ich hatte so einen in einem Projekt zum "Abschießen" von Mücken mit Tropfen-Weiten bis 1/2m Abstand.

Neben Inkjet-Köpfen gibt es auch Piezo-Jetter mit bis 3kHz Tropf-Schuß-Frequenz bei niedrigviskosen Flüssigkeiten ... ich habe ein paar Piezo-Jet-Ventile von Vermes microdispensing, mit denen ich Klebe-Pasten und Lotpaste mit Tropfengrößen bis runter zu 40µm Durchmesser "gedruckt" habe.

Was in der Richtung noch feiner, schneller und "flächiger" geht, ist das LIFT-Verfahren -- dabei wird z.B. eine Glasplatte dünn mit der zu druckenden Paste beschichtet (ich habe z.B. Lotpaste aufgerakelt).

Die Glasplatte wird mit der Paste auf der Unterseite über die zu bedruckende Oberfläche positioniert ... dann mit z.B. einem Galvo-Faserlaser die "Druck-Punkte" als Laserpulse draufgebrutzelt, was an der Grenzschicht Glasplatte zur Paste kleine Dampfblasen erzeugt, welche ihrerseits klein Tropfen (oder, bei mehr Leistung, "Sprüh-Kegel") runterschießen.

Hier hatte ich das mal mit auf die Glasplatte gesprühte schwarzer Farbe statt Lotpaste demonstriert:

https://www.youtube.com/watch?v=vHfhADXzo_U



Schau dir dazu auch mal das "SIS"-Verfahren an (SIS = Selective Inhibition Sintering).

Dabei wird eine Pulverschicht wie herkömlich abgezogen ... dann wird aber eine Salzlösung statt Binder nur in "Separationslinien" gedruckt, nicht in die zu bindenden Bereiche.

Wenn die Salzlösung getrocknet ist, fähr eine Glühwendel knapp über die Oberfläche, so daß die Pulverpartikel unter der Glühwendel zusammenshmelzen ... wo vorher die Salzlösung gedruckt wurde (dünne Trennlinien) verhindern kleinste auskristallisierte Salzkörnchen das Zusammenschmelzen, so daß die bedruckten Bereiche lockeres Pulver bleiben und nach Fertigstellung die "zusammengebackenen" Volumen-Bereiche sich einfach separieren lassen ...

[VDX]

... hier noch zwei Beispiel-Videos zum "Paste-Jetter" von Vermes microdispensing:


https://www.youtube.com/watch?v=7pvA7BMRdNk


https://www.youtube.com/watch?v=KV8OWGGs3Ic


Die Teile sind aber schon etwas teurer --- je nach Typ iwas zwischen 5-9 k€

[VDX]

.... und vielleicht noch ein Ansatz zum "3D-Drucken" von "Natur-Stein".


Bin aktuell am Ausprobieren mit "Geo-Polymer" -- ein Gemisch aus Keramik-Pulver oder sehr feinem Sand, Wasserglas /um 2:1 Verhältnis angemischt), als Paste ebenenweise "3D-gedruckt" und dann die jeweils fertige Ebene mit Essig (Essigessenz) eingesprüht, um das aushärten zu lassen ... das ausgehärtete Material ist praktisch "Sandstein" oder entspricht Schiefer, wenn die Körnchen feiner Staub sind (z.B. Talkum)

[reklm]

Hallo VDX,
danke für deine ausführliche Antwort.
Ich habe online zwar ein paar Continous Inkjets gefunden , was auch bei der Post oder ähnlichen verwendet wird. Bei Ebay waren die geräte rechte teurer (1500+). Bei ALiexpress gab es ähnliches für so 300 Euro , sah aber am Ende auch einfach aus wie normale Inkjet Druckerpatronen.
Dafür gibt es auc hschon etwas genaueres:
http://ytec3d.com/hp45-inkjet-printhead/
Das Problem daran wird dann wahrscheinlich Binderchemie und Verstopfungen.

Eine andere Möglichkeit währen auch Inkjets von Xaar oder Ricoh aber da wird wahrscheinlich die Ansteuerung schwierig.

Gibt es vielleicht auch einzelne Piezo Dispenser die dann wie einen Nebel versprühen und ich damit die Geometrien abfahren kann.

[VDX]

... für Sprüh-Düsen kenne ich Menzel Chemie - https://menzel-metallchemie.de/de/spruehkoepfe.html


Ist aber eher nicht für feine Details gedacht ... dann doch eher mein "Laser-Thermotransfer"-Verfahren -- das geht viel langsamer auch mit Laserdioden ...

[reklm]

So ich habe jetzt mal eine HP 45 Patrone bestellt und versuche noch eine ANsteuerung zu bauen. JEtzt muss ich mal wegen dem Binder schauen. als Medium zum bedrucken wäre ich immernoch bei feinen Quarzsand.

Beim Binder gibt es mehrere Option
A: Wasserglas + CO2
B:Furan Harz
C:Phenol Harz

Ich denke Wasserglas ist am billigsten aber bestimmt schlecht für die Düsen. Furan und Phenol sind beide toxisch vorallem Phenolharz. ICh schau mal nach an was man so rankommen könnte.

[gamerpaddy]

die hp45 düsen arbeiten mit hitze, schau erstmal ob gängige binder damit klar kommen. der heater erzeugt eine gasblase welche den tropfen rausdrückt
besser wäre ein druckkopf mit piezopumpe
oder schau mal nach inkektoren die auf piezobasis arbeiten
https://injectormarketing.de/piezo-injector/

[Norbi]

Vielleicht kann man auch einfach mit Wasser drucken, sollte die Düsen ja nicht verstopfen.
Unter umständen könnte man da einen normalen Tintenstrahldrucker zu überreden.

Und dann macht man einfach ein Pulverbett aus Zement.

[reklm]

die hp45 düsen arbeiten mit hitze, schau erstmal ob gängige binder damit klar kommen. der heater erzeugt eine gasblase welche den tropfen rausdrückt
besser wäre ein druckkopf mit piezopumpe
oder schau mal nach inkektoren die auf piezobasis arbeiten
https://injectormarketing.de/piezo-injector/

Das habe ich gestern auch noch bemerkt, dachte erst das sind auch Piezodüsen, aber ein Verusch ist es mal wert.
Druckkopf mit Piezo habe ich auch schon ein paar gefunden, da könnte es aber auch Probleme mit ansteuern geben, da wird nicht viel kommetiert sein.

Auto Injektoren klangen auch interessant aber diese brauchen meist hohen Druck und vernebeln mehr. Ich denke Tropfen wären besser

[reklm]

Vielleicht kann man auch einfach mit Wasser drucken, sollte die Düsen ja nicht verstopfen.
Unter umständen könnte man da einen normalen Tintenstrahldrucker zu überreden.

Und dann macht man einfach ein Pulverbett aus Zement.

Flüssige Binder kann ich mal ausprobieren, auch mal mit Zement ein Versuch ist es ja mal Wert. Aber für feine Gussformen ist Zement wahrscheinlich nicht so gut geeignet.


Momentan suche ich noch nach einem Piezo Dispenser, womit man eventuell wie ein normaler FDM Drucker arbeiten könnte. ALso wie einzelne LAyer abfahren und dann wieder Pulverschichten. Ist zwar nicht ganz so Effizent wie eine Piezo Druckerdüse, wo man gleich mehr mit einmal Drucken kann. aber wahrscheinlich etwas verzeihender

[Norbi]

Müsste man halt mal ausprobieren.

So Mikrodurzement hat ne Korngröße von ~5µm, Microsilica bekommt man noch feiner gemahlen im 25 kg sack.

Auf jeden Fall dürften selbst Hochleistungsfeinzemente + Wasser unschlagbar günstig zu drucken sein.

[reklm]

Guten Abend an Alle,
die HP45 Patrone kam heute an

Zur Ansteuerung würde ich erstmal die Tinte drinlassen und versuchen die Leiterplatte vom Controller zu bestellen und zu bestücken.
https://hackaday.io/project/86954-oasis ... controller

Außerdem konnte ich aus der Bucht einen Ricoh Druckkopf ergattern. Problem dabei wird wahrscheinlich die Ansteuerung. Es gäbe 2 Optionen Reverse Engineering und Alibaba Treiberplatine. Ersteres wird wahrscheinlich nicht klappen. Ich werde es aber mal probieren.