Ein Portalsystem für den 3D-Druck ist eine Struktur bestehend aus Balken und Gleitschienen, die einen Druckkopf/Extruder tragen und seine Bewegung beim Transport und Drucken führen. Die entscheidenden Funktionen sind Steifigkeit und Präzision, wodurch der Druckauftragspunkt genau innerhalb des Aufbaus platziert wird. Das Portalsystem ermöglicht eine größere Bauhöhe (und damit ein größeres Volumen) als Delta- oder kartesische Drucker. Gantry-Systeme sind grundsätzlich auf die meisten 3D-Drucktechniken anwendbar. Der Z-Achsen-Mechanismus, der die Drucktiefe ermöglicht, ist entweder das Ergebnis einer Bewegung des Portals, das einen Z-Achsen-Mechanismus trägt, oder das Ergebnis der Bewegung des Bautisches auf einem separaten Mechanismus.

Portalsysteme sind aufgrund ihrer inhärenten Steifigkeit und ihres großen Bauvolumenpotenzials sowohl in industriellen/professionellen als auch in Heim-/Hobbymaschinen weit verbreitet.

Welche Projekte können Gantry-Systeme drucken?

Portalbasierte Drucker können die meisten 3D-Modelle erstellen, die in ihr Bauvolumen passen, darunter:

1. Einige Geometrien, wie z. B. vollständig hohle Strukturen, können nur mit Geräten erstellt werden, die über eine abnehmbare Stützmaterialoption verfügen.
2. Es ist nur eine Richtung des Aufbaus möglich, da die Roll-/Nick-/Gierfähigkeiten der sechsachsigen Bewegung nicht verfügbar sind, sodass die Materialablage nur nach unten erfolgt.
3. Portalbasierte 3D-Drucker können die meisten Builds bewältigen, sofern eine Montage nach dem Druck möglich ist.

Was sind die Vorteile von Portalsystemen für den 3D-Druck?

Portalbasierte Systeme bieten verschiedene Vorteile, darunter:

1. Das Bauvolumen wird nur durch die Gantry-Größe begrenzt, die wiederum nur durch die Steifigkeit begrenzt ist. Dieselben Antriebsmechanismen können denselben Druckkopf mit begrenzten Änderungen über längere oder kürzere Portalarme transportieren.
2. Eine Vergrößerung führt zu proportional geringeren Kosten, da die Struktur bei größeren SKU-Maschinen ohne großen Aufwand erweitert werden kann.
3. Die Einrichtung und Wartung von Portalmaschinen ist relativ einfach, da die Maschinenfunktionen gut zugänglich sind.
4. Portalbasierte Maschinen bieten geringere Kosten pro Bauvolumen als andere Optionen.

Was sind die Nachteile von Portalsystemen für den 3D-Druck?

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

1. Die Maschinensteifigkeit kann begrenzt sein, was die Genauigkeit verringert, es sei denn, die Maschinen sind größer und schwerer – z. B. mit einem vollständig rechteckigen Rahmen.
2. Die Maschinengröße ist im Vergleich zum Bauvolumen groß.
3. Die langen linearen Schlitten-/Antriebssysteme sind anfällig für Verschleiß und Dehnung, was den Wartungsaufwand erhöht.
4. Die unidirektionale Aufbauausrichtung bietet begrenzte Möglichkeiten zur Festigkeitsoptimierung.

Hat ein Gantry-System nur 3 Achsen?

Ja, kaum ein portalbasierter 3D-Drucker bietet zusätzliche Freiheitsgrade. Keine Heim-/Hobbymaschinen enthalten dies. Bei sehr großen Portaldruckern für den Wohnungsbau hat es diesbezüglich einige Entwicklungen gegeben.