Industrie 4.0-Definition

Industrie 4.0 bedeutet so viel wie 4. Industrielle Revolution. Die Industrie 4.0 Definition ist das Integrieren der Software-Entwicklung in den Unternehmensprozessen. Genau genommen die Automatisierung von Produktionsprozessen und Abläufen.

Die wichtigsten Merkmale der Industrie 4.0

• die digitale Verbindung von Maschinen und Geräte in einem Unternehmen. Zum Beispiel Sensoren, Informationen und Drucker digital verbinden, um eine Kommunikation zu ermöglichen
• die Datensammlung von Geräte- und Maschinen-Sensoren im Unternehmen, um eine bessere Überwachung zu gewährleisten
• Unterstützung der technischen Systeme, wodurch die Entscheidungen von Menschen einfacher getroffen werden können und die Übernahme von physischen Aufgaben
• der Einsatz von automatischen, intelligenten Systemen damit die menschliche Überwachung reduziert wird

Die Industrie 4.0 nutzt spezifische Technologien wie zum Beispiel

• künstliche Intelligenz – KI
• Cloud Computing
• Datenanalyse
• das industrielle Internet der Dinge – IoT
• Big Data 
• Cyber-Physische Systeme
• Industrieroboter
• Digitale Zwillingssimulationen

Einige dieser Technologien wurden ursprünglich nicht dazu entwickelt, um in produzierenden Unternehmen eingesetzt zu werden. Sie tragen jedoch dazu bei, das Wachstum der Unternehmen zu erhöhen.

Wie trägt der Heim-3D-Drucker zur Industrie 4.0 bei?

Die Industrie 4.0 ist die Grundlage, wenn es um additive Fertigung geht. So können zum Beispiel CAD Dateien in die Software eines 3D Drucker hochgeladen werden. Dadurch wird ein digital erstelltes Objekt sehr einfach zu einem realen Objekt umgewandelt.

Die 3D Drucker für Zuhause wurden durch Industrie 4.0 und die Software für 3D Drucker enorm verbessert. Durch den 3D Druck hat man die Möglichkeit, eigene Kreationen zu entwickeln. 

IoT vernetzt Geräte

Wird das IoT mit einem 3D Drucker verbunden, kann dieser Daten austauschen und unsere Bedürfnisse damit zufriedenstellen. Der Datenaustausch trägt dazu bei, eine Anpassung des gewünschten Objektes durchzuführen. Das ist besonders bei der Entwicklung von Objekten ein besonderer Vorteil.

Datengesteuerte und KI-Optimierung

Die Kombination der Datensteuerung und KI ist revolutionär. Durch diese Kombination beim 3D Drucker erhält man endlos viele Möglichkeiten bei der Herstellung von Projekten. Die KI Optimierung trägt dazu bei, den Druckprozess und somit die Vorhersagbarkeit zu verbessern. Zu den datengesteuerten Lösungen zählt zum Beispiel das AI Slicing, Cloud Slicing oder das Cloud Monitoring.  Die AI Designs für die 3D Druck Modelle sind außerdem optimierte Designs die garantiert ein perfektes Ergebnis liefern. 

Flexible Fertigung und personalisierte Individualisierung

Durch den 3D Drucker zu Hause können Projekte ohne zusätzliche Kosten durchgeführt werden. Zum Beispiel ist es möglich, personalisierte Gegenstände herzustellen. Das funktioniert sehr einfach und die Fertigung ist flexibel. Gerade dann, wenn Ressourcen fehlen, zum Beispiel Formen für einen Spritzguss, können diese mit dem 3D Drucker selbst individuell hergestellt werden.

Nachhaltigkeit

Mit dem 3D Drucker ist es ganz einfach, die Kreislaufwirtschaft zu fördern. Filament kann recycelt und für den 3D-Druck verwendet werden. Zu den recycelbaren Materialien zählen PLA, PETG und andere. Dadurch wird durch den 3D Druck Zuhause die Umwelt nachhaltig geschont.  

Lesen Sie unseren Blogbeitrag zur Nachhaltigkeit im 3D-Druck für weitere Details.

Ist der Heim-3D-Druck kostengünstiger Teil der Industrie 4.0?

Grundsätzlich gilt es festzuhalten, dass 3D-Drucker für Zuhause sich enorm von den industriellen Druckern unterscheiden. Dies gilt nicht nur im Bereich der Anschaffungskosten. Ein professioneller 3D-Drucker, im Industriebereich kostet rund 20.000,-€ und mehr. Die Anwendungsbereiche unterscheiden sich ebenfalls.  

Was kosten 3D Drucker?

Die Preise der 3D Drucker Arten sind wirklich sehr unterschiedlich. Im Folgenden ein Beispiel-Vergleich von einem 3D Drucker für den Heimbereich sowie einem industriellen 3D Drucker.

3D-Drucker für den Heimgebrauch:

• Kosten für den 3D Drucker: zwischen 200,-€ und 1.500,-€
• Software für 3D Drucker/Open Source: kostenlos
• Bluetooth oder WLAN Module für die IoT Kommunikation: zwischen 50,-€ und 100,-€
• ein Cloud Service: rund 9,90€ monatlich

Ein industrietauglicher professioneller 3D Drucker:

• professioneller 3D-Drucker: ab rund 20.000,-€
• die Gebühr für kundenspezifische Software: über rund 5.000,-€ jährlich

Erfolgsgeschichten zum Thema 3D-Druck für den Heimgebrauch im Bereich Industrie 4.0

3D-gedruckte Sachen sind nicht nur individuell, sondern auch nachhaltig. Durch den 3D Druck online können die benötigten 3D DruckDaten einfach bezogen werden. Hierfür ist nur eine IoT-Verbindung notwendig. Mit dieser Verbindung erfolgt der 3D Druck online einfach und unkompliziert. Im Folgenden zwei Beispiele für den erfolgreichen Einsatz im Heimgebrauch.

Micro-Smart-Fabrik für den Heimgebrauch

Ein Münchner Ingenieur hat einen 3D Drucker für den Heimgebrauch. Mit dem Drucker nutzt er die IoT-Technologie. Dadurch ist er in der Lage, maßgeschneiderte Sensorgehäuse zu fertigen. Diese werden von einem Unternehmen im Bereich chemische Industrie benötigt. Seine Aufträge erhält der Ingenieur über eine Cloud und diese wiederum kann einen Druckauftrag automatisch starten. Aufgrund der KI Optimierung der Designs war es möglich, das Gewicht, um rund 40 Prozent zu verringern. Seine Produktion liegt bei mehr als 300 Sensorgehäusen monatlich, die individuell an den Kunden angepasst werden.

STEAM-Bildung integriert 3D-Druck Industrie 4.0

In einer Oberschule in Berlin wurde ein 3D Drucker für Zuhause angeschafft. Danach gab es einen Kurs, der “Digitale Fabrik” genannt wurde. Die Schüler begannen Ideen zu verwirklichen. Zum Beispiel einen Blumentopf, der mit einem Feuchtigkeitssensor ausgestattet ist, automatisch eine Bewässerung durchführt. Dieser intelligente Blumentopf war der erste Schritt für weitere Entwicklungen. Die Daten der Simulation sind in einem OPC-UA-Protokoll abgespeichert. 

Fazit

3D Drucker für Zuhause sind bereits so weit entwickelt, dass auch Privatpersonen und Kleinunternehmen eigene Ideen umsetzen können. Wie aus den beiden Erfolgsgeschichten deutlich zu erkennen ist. Industrie 4.0 3D Druck ist ein Schritt weiter in der digitalen Zukunft, an der jeder teilhaben kann.  

Der Ursprung des Harz-3D-Drucks

Der Harz 3D Druck begann mit frühen Experimenten mit UV-härtenden Materialien in den 1980er Jahren und entwickelte sich durch die SLA-Erfindung (Stereolithografie) von Charles Hull weiter.
Bis heute haben sich daraus DLP- und LCD/MSLA-Technologien weiterentwickelt.

Der Harz-3D-Druck ist weit verbreitet und in allen Branchen zu finden – von der Medizin und Zahnmedizin bis hin zu Kunst und Bildung.
Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung des 3D Drucks mit Resin und der Druck-Methoden ist das 3D Drucken auch Privatpersonen zum Hobbydruck zugänglich, da die Preise erschwinglicher wurden.

Wie funktioniert ein Harz-3D-Drucker?

Ein Resin 3D Drucker ist ein Flüssig-3D-Drucker. Hier wird Harz schichtweise auf eine Druckoberfläche aufgetragen und durch UV-Licht oder Laser ebenfalls schichtweise oder punktuell ausgehärtet. Man spricht hier auch oft von einem UV Drucker, da hier UV-Licht zum Aushärten genutzt wird.

Die besondere Eigenschaft von Harz 3D Druckern ist die Präzision. Mit einem Harz 3D Drucker können detaillierte, feine und komplexe Objekte gedruckt werden.

Die drei Haupttypen von Harz-3D-Druckern

Es gibt 3 Arten von 3D Druckern, die Harzdruck verwenden. Hier findest du die wichtigsten Details:

SLA Drucker 

SLA steht für Stereolithography Apparatus und härtet Harz punktuell mit einem Laser aus.
SLA Drucker werden vor allem im industriellen Bereich genutzt, da sie sehr präzise drucken, jedoch ist die Druckgeschwindigkeit etwas geringer als bei anderen Druckern. Von den drei Haupttypen ist der SLA Drucker der 3D Drucker mit der höchsten Präzision.

DLP Drucker

DLP steht für Digital Light Processing und verwendet einen DLP-Projektor, der das Harz schichtweise härtet. Häufig werden DLP-Drucker für Kleinserienproduktionen genutzt, denn es kann sehr präzise und relativ schnell gedruckt werden.

LCD Drucker

LCD steht für Liquid Crystal Display und verwendet einen LCD Screen, der UV-Licht weiterleitet, sodass dieses das Harz schichtweise aushärtet. Es handelt sich hier um einen vergleichsweise billigen 3D Drucker mit niedrigen Kosten und wird gerne von Privatpersonen für das Hobbydrucken genutzt.

Was kann mit einem Harz-3D-Drucker gedruckt werden?

Resin Drucker sind besonders für Drucke geeignet, die eine hohe Präzision und Detailgenauigkeit voraussetzen, denn andere klassische 3D Drucker Methoden können im Vergleich nicht so präzise wie Harz 3D Drucker drucken.

Deshalb finden sie vor allem Anwendung in Bereichen die sehr akkurate, feine und akribische Objekte benötigen.
Sehr häufig werden mit Resin 3D Druckern Prototypen und Modelle gedruckt, die zum Beispiel in der Produktentwicklung oder Architektur Anwendung finden.

Schmuckstücke oder Designerteile werden gerne mit Resin Material gedruckt, da man sehr detaillierte und präzise Teile drucken kann. Hier werden Prototypen aber auch fertige Schmuckstücke gedruckt.

Im medizinischen Bereich werden Harz 3D Drucker für alles, was präzise sein muss, genutzt. Dazu gehören Modelle, Orthesen oder Werkzeuge für die Zahnmedizin.

Resin 3D Drucker werden auch genutzt, um Miniaturen und Sammelstücke zu drucken. Dies können zum Beispiel Spielfiguren für Brettspiele sein.

In verschiedenen Industrien werden detaillierte Werkzeuge und Bauteile aus Resin hergestellt. Dazu gehört zum Beispiel die Luftfahrtindustrie oder Bereiche des Maschinenbaus.

Ist der 3D-Druck mit Harz giftig?

Resin Material kann bei unvorsichtiger Handhabung gefährlich und giftig sein. Dämpfe und Gerüche, sowie der Hautkontakt können Irritationen der Augen, Atemwege und Hautstellen hervorrufen. Flüssiges Harz kann giftig sein, weshalb es wichtig ist das Aushärten abzuwarten, bevor das gedruckte 3D Drucker Objekt nachbearbeitet werden kann.

Wichtig sind grundsätzlich Sicherheitsvorkehrungen während des Drucks:

• Trage Handschuhe, Schutzbrille und bei Bedarf Schutzkleidung
• Drucke in gut belüfteten Räumen und nutze eine Abzug-Haube oder Absaugvorrichtung
• Restmaterialien müssen ordnungsgemäß entsorgt werden.
  

Fazit

Wenn Hochpräzisionsdruck erforderlich ist, werden häufig Resin 3D Drucker empfohlen, da die Druckgenauigkeit von Harz-Druckern allgemein bekannt ist. Es gibt drei verschiedene Arten, die sich vor allem in der Geschwindigkeit und Aushärtungsart unterscheiden.

Beim 3D Drucken mit Resin müssen Sicherheitsvorkehrungen wie Schutzkleidung und Schutzbrille sowie eine gute Belüftung eingehalten werden, denn Harz kann in flüssigem Zustand giftig sein. Bei Einhaltung der Sicherheitsvorkehrungen während des Drucks ist man aber auf der sicheren Seite!

Geeetech bringt nun einen neuen 3D Drucker auf den Markt: den Geeetech M1 3D Drucker.

Der Vorverkauf startet am 25. Februar 2025!

Wir stellen dir heute diesen Mini 3D Drucker vor, der vor allem durch seine Geschwindigkeit und sein kompaktes Design heraussteht und unglaublich viele neue Features hat!

High-Speed & Premiumqualität

Eine Eigenschaft, die einfach genial ist, ist die Kombination aus hoher Geschwindigkeit und hoher Qualität. Möchtest du einen 3D Drucker kaufen, ist dieser Mini 3D Drucker eine sehr gute Wahl.

Nicht jeder FDM 3D Drucker ist schnell und kann zusätzlich mit Premiumqualität drucken.

Der GEEETECH M1 verfügt über eine Düse mit großer Kapazität, einen Extruder mit Direktantrieb, einen 50-W-Hot-End-Heizstab, ein beheiztes Bett, einen Kühlventilator für große Modelle und hat eine Druckgeschwindigkeit von bis zu 250 mm/s.

Es dauert sage und schreibe nur 29 Minuten, um ein 3D Benchy zu drucken!

Das klingt nach High-Speed, oder?

Die GEEETECH M1-Firmware hat zwei fortschrittliche integrierte Algorithmen: Input Shaping und Pressure Advance. In Kombination mit einem Extruder mit Direktantrieb kann also ein hochwertiger Druck bei hoher Geschwindigkeit erreicht werden.

Stabile Struktur

Geeetech legt beim M1 viel Wert auf ein stabiles Gehäuse und das Design, denn je stabiler die Struktur ist, umso präziser kann gedruckt werden. Geeetech M1 ist ein perfekter 3D Drucker für Einsteiger, denn das Gehäuse ist stabil und bietet eine perfekte Grundlage für problemloses 3D Drucken und ist so ein 3D Drucker bester Qualität.

Im Vergleich zu ähnlichen Produkten wurde die Struktur des GEEETECH M1 verbessert, um sicherzustellen, dass die gesamte Maschinenstruktur fester und stabiler als andere Drucker ist und dadurch eine grundlegende Garantie für schnelles und qualitativ hochwertiges Drucken bietet.

1. Verstärkung der Lederriemenscheibe
2. Drei Lager für die Heizplatte
3. Verdickte Filamenthalterung
4. Hochwertiger Hartkunststoff

Direktantrieb-Extruder

Wie funktioniert ein 3D Drucker bzw. der Extruder? 3D Drucker können verschiedene Extruder verwenden. Es gibt Bowden Extruder, Dual Extruder oder auch hybride Extruder.
Der GEEETECH M1 verfügt über einen Direktantriebs-Extruder mit Dual-Drive-Getrieben und einem Übersetzungsverhältnis von bis zu 5:1.

Im Vergleich zum BOWDEN-Extruder verfügt er über ein höheres Drehmoment, eine höhere Extrusionskraft, eine schnellere Reaktionsgeschwindigkeit, eine höhere Druckgenauigkeit und kann problemlos weiche TPU-Materialien drucken.

Vollautomatische 16-Punkt-Nivellierung

Der Mini 3D Drucker Geeetech M1 verwendet eine vollautomatische 16 Punkt-Nivellierung. Was bedeutet das?

Geeetech M1 integriert einen hochpräzisen Drucksensor am Hotend, misst die Ebenheit des Heizbetts durch die Düse und erreicht eine hochpräzise vollautomatische Nivellierung des Heizbetts, was die Einstiegsschwelle für Anfänger erheblich senkt.
Durch dieses Feature ist der Mini 3D Drucker ein perfekter 3D Drucker für Einsteiger.

Großer Schrittmotormit hohem Drehmoment

Möchte man einen 3D Drucker kaufen, ist der M1 eine perfekte Wahl, denn es ist ein Mini 3D Drucker und ein schneller 3D Drucker.

Wie es möglich ist? Ein Aspekt ist der Motor!

Im Vergleich zu ähnlichen Produkten verwendet Geeetech M1 einen Schrittmotor mit hohem Drehmoment (1.8° Schrittmotor), um die Gesamtleistung zu verbessern.

Die X-Achse, Y-Achse und Z-Achse verwenden alle 42 x 42 x 35 mm große NEMA 17-Motoren, um jeder Achse viel Leistung zu verleihen. Der Extruder verwendet einen 36 x 19,5 mm großen Nema 14-Rundschrittmotor, der das Gewicht des Druckkopfs effektiv reduziert und gleichzeitig die Leistungsanforderungen erfüllt.

Effiziente Wärmeableitung

Ein schneller 3D Drucker braucht ein qualitativ erstklassiges Konzept, um Überhitzung zu vermeiden, sodass mit hoher Geschwindigkeit gedruckt werden kann.

Geeetech M1 ist mit einem 50 × 50 × 15 mm großen Lüfter ausgestattet, um die Druckgeschwindigkeit und Modellqualität zu verbessern und das Überhitzungsproblem beim Hochgeschwindigkeitsdruck effektiv zu lösen.

Gleichzeitig wird dem Schrittmotorantrieb des Motherboards ein Kühllüfter hinzugefügt, um die Stabilität und Zuverlässigkeit weiter zu verbessern.

Filament-Runout-Sensor

Geeetech M1 ist mit einem Filament-Runout-Sensor.

Wenn das Filament während des Druckvorgangs reißt, unterbricht Geeetech M1 den Druckvorgang automatisch. So können weitere Komplikationen vorgebeugt werden! Nachdem das Filament wieder richtig positioniert wurde, kann der Druckvorgang fortgeführt werden.

Der Filament-Runout-Sensor erkennt, wenn Filament leer ist, sodass auch hier der Druckvorgang pausiert wird und nach Einsetzen von neuem Filament weitergeführt werden kann.

Automatischer Düsenreiniger

Um die Nivellierung und Druckgenauigkeit zu verbessern, ist Geeetech M1 mit einer automatischen Düsenreinigungsvorrichtung auf der Druckplattform ausgestattet.

Die Silicon Bürste, die hier verwendet wird, kann kurzfristig hohen Temperaturen bis zu 300°C standhalten und reinigt Rückstände und Exsudate sehr präzise. Außerdem ist der Verschleiß sehr gering. Vorteil des automatischen Düsenreinigers ist, dass er den Druckkopf und dessen Arbeit nicht behindert.

Dadurch gehört der M1 Mini 3D Drucker zu den besten 3D Druckern, da detaillierte Drucke auf höchstem Niveau möglich sind.

Benutzerfreundlicheres Design

Neben technischen Features bietet der M1 auch ein benutzerfreundliches Design. Deshalb ist der Mini 3D Drucker für Anfänger eine perfekte Anschaffung. Der Einsteiger 3D Drucker ist mit einem 2,4-Zoll-LCD Farbbildschirm ausgerüstet. Dies ermöglicht eine bequeme Bedienung aufgrund der größeren Anzeigegröße.

Der Geetech M1 verwendet eine PEI-Druckplatte, von der man Modelle einfach entfernen kann und trotzdem eine haftende Druckunterlage zum Drucken hat.
Im Gehäuse sind drei extra helle LEDs angebracht, sodass das Druckobjekt zu jederzeit optimal beleuchtet ist.

Technische Daten des Geeetech M1

Hier findest du alle wichtigen Informationen und Daten zum Geeetech M1:

Druckerart: FDM

Druckdicke: 0.1-0.2mm

Druckgröße: 100*110*100mm

Druckgeschwindigkeit:<250mm/s

Druckgenauigkeit: +-0.1mm

Slicing Software: Orcaslicer, Cura

Maximale Düsentemperatur: 230°C

Maximale Druckbetttemperatur: 60°C

Maschinengröße:270(L)*200(W)*298(H)mm

Netto-Gewicht: 3kg

Eingangsleistung: DC 24V

Leistungsausgabe: 96W

Unterstützte Verbrauchsmaterialien: 1.75mm, PLA/TPU

Druckmethoden: TF card, USB cable

Düsendurchmesser: 0.4mm

Anzahl der Düsen: 1

Unterstütztes Dateiformat: .Gcode

Betriebsumgebungstemperatur: 10-40°C

Verpackungsgröße: 257(L)*270(W)ü405(H)mm

Verpackungsgewicht: 4kg

Hier ist ein Video zum Unboxing und Einrichtungs-Tutorial des Geeetech M1 Mini 3D-Druckers:

Das Printout von Geeetech M1

Es gibt bereits einige 3D Drucker Projekte des Geeetech M1.
Verwendet wurden dabei zwei Geeetech Filamente: TPU Filament und PLA Filament.

Der Druck beider Materialien ist sehr präzise, und die Druckobjekte weisen eine hohe Realitätsgetreue auf.

Material: TPU Filament

Die TPU Filament gedruckten Objekte weisen eine gute Elastizität und Flexibilität auf. Entsprechend den Materialeigenschaften von TPU ist das Objekt sehr abriebfest, chemikalienbeständig und lässt sich auch nicht von Temperaturen beschädigen.

Möchtest du mehr zum Thema TPU Druck erfahren, dann solltest du dir unseren Blogpost zum Thema Print Guide TPU durchlesen.

Material: PLA filament

Verwendet man das PLA Filament beim Druck mit dem Geeetech M1, dann sticht besonders die Oberflächenqualität heraus. Objekte können mit sehr glatten Oberflächen gedruckt werden und benötigen kaum oder gar keine Nachbearbeitung, da es keine „rauen Stellen“ gibt.

Druckobjekte mit PLA sind aufgrund der Materialeigenschaften von PLA nicht elastisch und flexibel, sondern sehr steif.
Erfahre mehr zum Thema, wie PLA optimal gedruckt werden kann, in unserem PLA Print Guide!

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