3D-Drucken

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Möglichkeiten des 3D-Drucks

Der 3D-Druck besitzt zweifellos das Potenzial, unser Leben sowie Bereiche der Industrie in den kommenden Jahren zu verändern. Die heutigen 3D-Drucker können über 100 verschiedene Materialien drucken.Die Möglichkeit noch am selben Tag Prototypen auszudrucken, fördert die Kreativität und Innovation, denn sie gibt den Herstellern die Möglichkeit, Entwürfe so lange zu testen, bis sie perfekt sind. Des Weiteren können Konstruktionsfehler, welche im Faktor 1000 zu den Fehlerkosten beitragen können, schon frühzeitig entdeckt und bereinigt werden. Außerdem werden realistische 3D-Modelle genutzt um potenzielle Neukunden zu werben.

Wir verdrucken Kunststoffe im Schmelzschichtverfahren, mittels Stereolithographie und Multi-Jet-Modeling (MJM). Jedes Verfahren hat seine Stärken. Das Schmelzschichtverfahren ist günstig und es können fast alle plastifizierbaren Materialien eingesetzt werden. Die Stereolithographie für technisch anspruchsvolle Anwendungen wie Spritzgießwerkzeuge geeignet. Die höchste Genauigkeit liefert die Multi-Jet-Modeling, die preislich jedoch relativ hoch liegt.

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Entwicklung von Filamenten

Am IFR werden die Filamente zum 3D-Drucken entwickelt und hergestellt. Derzeit werden vor allem die Kunststoffe Acrylnitril-Butadien-Syrol-Copolymer(ABS) und Polylactide (PLA)  im Schmelzschichtverfahren verwendet. Es gibt aber noch weitere Polymere und Polymermischungen die sich für den 3D-Druck eignen. Durch das Einmischen von Füllstoffen ist es möglich, z.B. Farbe oder thermische- und mechanische Eigenschaften zu modifizieren.

Der erste Punkt ist die Prüfung der Verträglichkeit der einzelnen Komponenten einer Filamentmischung. So können z.B. die meisten technischen Kunststoffe nicht mit Holzmehl gemischt werden, weil die Verarbeitungstemperaturen für diesen Füllstoff zu hoch sind. Andere Rahmenbedingungen kommen aus der Verarbeitung. Die Filamente müssen sicher zum und durch den Druckkopf gelangen. Dabei spielen Form und Beschaffenheit des Füllstoffes eine Rolle. In den letzten Jahren haben wir systematisch Mischungen entwickelt und gedruckt.

3D gedruckte Spritzgießwerkzeuge

Der 3D-Druck ist geeignet Spritzgießwerkzeuge für die Prototypenfertigung herzustellen. Die besten Erfahrungen habe wir mit der Stereolithographie und Multi-Jet-Modelin g gesammelt. Es lassen sich Werkzeuge für bis zu 500 Schuss herstellen. Gegenüber eines Metallwerkzeuges ist die Herstellung schneller und kostengünstiger zu realisieren. Das abgebildete Bärchenwerkzeug konnte innerhalb eines Tages konstruiert, gedruckt und getestet werden.

3D gedruckte Werkzeuge sind, gegenüber der konventionell gefertigten, freier in der Formgebung. Daher eignet sich dieses Verfahren auch für Kleinserien.

Forschungsarbeiten zu dem Thema

3D4Space

Die zukünftige Exploration des Weltraums mitgestalten, mit Technologien zur Nutzung von Ressourcen vor Ort und zum Recycling vorhandener Materialien in Kombination mit additiver Fertigung (3D-Druck): Dies ist das Ziel des Innovationsverbundes „ 3D4Space“, der im Mai 2017 gestartet ist. Das Institut für Recycling der Ostfalia forscht dabei zusammen mit den Instituten für Konstruktionstechnik und Partikeltechnik der TU Braunschweig und dem Institut für Transportation Design der HBK. Gefördert wird das Projekt vom Land Niedersachsen und der Europäischen Union.

Funktionspolymere und Recycling

Das IFR der Ostfalia ist in dem Forschungsprojekt für die Teilbereiche „ Funktionspolymere für die Anwendung im Weltraum“ und „Neue Recyclingtechnologien für hochgefüllte Polymerkomposite“ verantwortlich.

Neue Recyclingtechnologien für hochgefüllte Polymerkomposite

Zu den ermittelten Materialien sollen vor Ort befindliche und geeignete Materialien zugefügt und hoch gefüllte Polymerkomposite für geeignete Sekundäranwendungen entwickelt werden. Die Erkenntnisse aus der Entwicklung und Verarbeitung derartig hoch gefüllter Polymere lassen sich auch auf erdgebundene Anwendungen übertragen.

Weitere Informationen zum Projekt finden Sie auf der Webseite: Internetseite 3D4Space