„Mini-Benchy“, gefertigt durch „Mikro-DLP“.

„Mini-Benchy“, gefertigt durch „Mikro-DLP“. (Bild: Luca Hoffmannbeck, SKZ)

Mann mit blauem Hemd und Brille.
Dr.-Ing. Michael Bosse ist Gruppenleiter Materialentwicklung am SKZ in Würzburg. (Bild: SKZ)

Das seit über zehn Jahre bestehende „Center for Additive Production“ ist zum Jahresanfang in die SKZ-Modellfabrik umgezogen. Zu den Anlagen hat sich aktuell der Dreikomponenten „Freeformer“ von Arburg gesellt. Im Mai kommt nicht nur eine neue DLP-Anlage von Union Tech dazu, sondern auch ein „kleines Zugpferd“ – schnell und mit hoher UV-Beleuchtungsleistung ist sie ideal für die Materialentwicklung. Kleine Materialmengen und kurze Iterationsschleifen für ein Screening erlauben es, den Scale-up auf größere Anlagen zu beschleunigen. Die Forschung und Entwicklung bei der Additiven Fertigung überrascht mit immer neuen Möglichkeiten. Die „Stabilität im ständigen Wandel“ ist bei dieser innovativen Technik genauso möglich wie die Beeinflussung der Eigenschaften der „Metamaterialien“ durch die Konstruktion – was der Kunststoff mechanisch leisten kann, wird durch die Formgebung maßgeblich beeinflusst und geht über ein klassisches Materialverständnis aus einem Zugversuch weit hinaus. Das zurzeit laufende Projekt „WPC-SiC III“, in dem holzgefüllte Compounds zu Grünkörpern für geometrisch komplexe, technische SiSiC-Keramiken verdruckt werden, erzeugt in Kooperation mit der Uni Bayreuth gute Ergebnisse (IGF-Vorhaben 22307 N des BMWK). Im fast abgeschlossenen Vorhaben „3D Mics“ (IGF-Vorhaben 21817 BG des BMWK) galt es, eine kleine „Unmöglichkeit“ zu erforschen: Das Verdrucken von schmierstoffgefüllten Filamenten, die sich auf den ersten Blick gar nicht fügen lassen möchten. Hier lässt sich die Physik nur austricksen, wenn der Schmierstoff in Mikrokapseln gebunden ist und erst bei Nutzung des Bauteils durch Abrasion wirksam wird. Im Bereich „Mikro-DLP“ müssen wir etwas genauer hinschauen: Mit einer Auflösung von 2 µm in der XY-Ebene und einer Schichtdicke von 1,5 µm können wir in neue Bereiche von Bauteilen vordringen, die nicht nur für die Medizintechnik und Mikromechanik hochinteressant sind.

Zitat

Ein leistungsstarkes "kleines Zugpferd" beschleunigt die Materialentwicklung.

Zukunftssichere Updates

Bei so vielen Möglichkeiten werden auch die Ansprüche höher. Die Oberflächen der Strukturen müssen sich oft noch an Spritzgießteilen messen lassen. Ein verbessertes Entpulvern und Strahlen von Bauteilen, um die Oberflächen noch glatter zu machen, wird demnächst in einer neuen Strahl-kabine möglich sein. Auch die Nutzung von Hochleistungsthermoplasten ist aktuelles Thema geblieben. Wir betrachten jedoch nicht nur PEEK – auch für PA 6, PA 66, PPS, PA 6 13, PVDF oder POM gibt es bisher entweder kaum etablierte Materialien oder die Verfahrenstechnik dafür bewegt sich in einem hohen Kostenrahmen und ist damit ebenso im Fokus von Forschung und Entwicklung wie flammgeschützte Compounds. Hochgradig individualisierte Bauteile sind nach wie vor nicht nur im Bereich von teuren Automobilen interessant. Das Einbringen strukturell verstärkender Elemente oder Endlosfasern ist hier schon Stand der Technik und findet Einzug in die Fertigungen. Bionische Algorithmen werden ebenfalls verwendet: Sie erzeugen fertigungsgerechte Konstruktionen, definieren optimale Radien oder können als Ausblick auch simulationsgekoppelt werden. Wenn Sie durch die vielen Abkürzungen nicht mehr durchsteigen sollten, empfehlen wir Ihnen den „Überblick Additiver Fertigungsverfahren“ auf der SKZ-Webseite.

Quelle: SKZ

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Unternehmen

SKZ – Das Kunststoff-Zentrum

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