Kombination von 
3D-Druck mit dem Bewegungssystem einer Werkzeugmaschine (Bildquelle: Fraunhofer IWU)

Kombination von 3D-Druck mit dem Bewegungssystem einer Werkzeugmaschine (Bildquelle: Fraunhofer IWU)

Ein System des Instituts hebt den 3D-Druck auf eine neue Stufe: Für die Fertigung eines 30 Zentimeter hohen Bauteils aus Kunststoff benötigt die Highspeed-Technologie lediglich 18 Minuten. Ein Forscherteam hat es für die Additive Fertigung großvolumiger, belastbarer Kunststoffbauteile entwickelt. Werkzeughersteller, aber auch die Automobil- und Luftfahrtbranche profitieren von dem neuartigen 3D-Drucker, der eine um den Faktor acht gesteigerte Prozessgeschwindigkeit erreicht. Zur Verarbeitung des Kunststoffs wird eine eigens konstruierte Einheit verwendet, die das Rohmaterial aufschmilzt und mit einer hohen Austragsleistung ausstößt. Diese Einheit wird über einer Bauplattform installiert, die sich mithilfe des Bewegungssystems einer Werkzeugmaschine auf sechs Achsen schwenken lässt. Auf der Bauplattform wird der heiße Kunststoff in Schichten abgelegt. Das Bewegungssystem der Maschine sorgt dafür, dass die Bauplatte so unter der Düse entlanggleitet, dass die zuvor programmierte Bauteilform erzeugt wird. Der Tisch lässt sich mit einer Geschwindigkeit von einem Meter pro Sekunde in die X-, Y- sowie Z-Achse bewegen und auch um bis zu 45 Grad kippen. Pro Stunde werden bis zu sieben Kilogramm Kunststoff durch die heiße Düse mit dem Durchmesser von einem Millimeter gedrückt. Die vergleichbaren 3D-Druckverfahren erreichen in der Regel nur 50 Gramm Kunststoff pro Stunde. Die Besonderheit: Statt teurem FLM-Filament wird rieselfähiges, preisgünstiges Standard-Kunststoffgranulat zu belastbaren, faserverstärkten, mehrere Meter großen Bauteilen verarbeitet. Auf diese Weise lassen sich die Materialkosten um das 200-fache senken.