Ein Portalsystem für den 3D-Druck ist eine Konstruktion aus Trägern und Gleitschienen, die einen Druckkopf/Extruder trägt und dessen Bewegung während des Transports und des Druckvorgangs führt. Entscheidend sind Stabilität und Präzision, um den Druckpunkt exakt im Bauraum zu positionieren. Das Portalsystem ermöglicht eine größere Bauhöhe (und damit ein größeres Volumen) als Delta- oder kartesische Drucker. Portalsysteme sind generell für die meisten 3D-Druckverfahren geeignet. Der Z-Achsen-Mechanismus, der die Drucktiefe bestimmt, wird entweder durch die Bewegung des Portals selbst oder durch die Bewegung des Bautisches auf einem separaten Mechanismus erzeugt.

Portalsysteme sind aufgrund ihrer inhärenten Steifigkeit und des Potenzials für große Bauvolumina sowohl in Industrie-/Profi-Maschinen als auch in Heim-/Hobbymaschinen weit verbreitet.

Welche Projekte können Portalsysteme drucken?

Portalbasierte 3D-Drucker können die meisten 3D-Modelle herstellen, die in ihren Bauraum passen, darunter:

1. Bestimmte Geometrien, wie zum Beispiel vollständig hohle Strukturen, können nur mit Vorrichtungen hergestellt werden, die über eine Option zum Entfernen von Stützmaterial verfügen.
2. Da die Roll-/Nick-/Gierfunktionen einer Sechs-Achsen-Bewegung nicht zur Verfügung stehen, ist nur eine Baurichtung möglich; die Materialablagerung erfolgt daher ausschließlich nach unten.
3. Mit Portal-3D-Druckern lassen sich die meisten Konstruktionen realisieren, sofern eine Nachbearbeitung nach dem Druck möglich ist.

Welche Vorteile bieten Portalsysteme für den 3D-Druck?

Portalbasierte Systeme bieten verschiedene Vorteile, darunter:

1. Das Bauvolumen ist lediglich durch die Größe des Portals begrenzt, welche wiederum nur durch dessen Steifigkeit begrenzt ist. Dieselben Antriebsmechanismen können denselben Druckkopf mit geringfügigen Anpassungen über längere oder kürzere Portalarme bewegen.
2. Die Vergrößerung der Anlagen führt zu proportional geringeren Kosten, da die Struktur für Maschinen mit größerer Stückzahl ohne große Schwierigkeiten erweitert werden kann.
3. Die Einrichtung und Wartung von Portalmaschinen sind relativ einfach, da die Maschinenmechanik gut zugänglich ist.
4. Portalmaschinen bieten im Vergleich zu anderen Optionen niedrigere Kosten pro Bauvolumen.

Welche Nachteile haben Portalsysteme für den 3D-Druck?

Portalbasierte 3D-Drucker weisen Einschränkungen und Schwächen auf, die berücksichtigt werden müssen, darunter:

1. Die Steifigkeit der Maschine kann begrenzt sein, was die Genauigkeit verringert, es sei denn, die Maschinen sind größer und schwerer – d. h. mit einem vollständig rechteckigen Rahmen.
2. Die Maschinengröße ist im Vergleich zum Bauvolumen groß.
3. Die langen, linearen Schieber-/Antriebssysteme sind anfällig für Verschleiß und Dehnung, was den Wartungsaufwand erhöht.
4. Eine unidirektionale Bauausrichtung bietet nur begrenzte Möglichkeiten zur Optimierung der Festigkeit.

Hat ein Portalsystem nur 3 Achsen?

Ja, praktisch kein Portal-3D-Drucker bietet zusätzliche Freiheitsgrade. Heim- und Hobbygeräte verfügen nicht darüber. Bei sehr großen Portal-3D-Druckern für den Hausbau gab es diesbezüglich einige Entwicklungen.