Industrieller Highspeed-3D-Druck für Kunststoffe

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Das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU hat mit der Metronom GmbH ein Verfahren im 3D-Druck für Hochleistungskunststoffe (SEAM) entwickelt, das achtmal schneller als herkömmliche Verfahren ist.

SEAM steht für „Screw Extrusion Additiv Manufacturing“. Dieses 3D-Druckverfahren ist im Vergleich zu herkömmlichem 3D-Druck acht Mal schneller und ermöglicht die Verwendung von preisgünstigem Standard-Kunststoffgranulats.

Die hohe Geschwindigkeit entsteht durch die Kombination einer neuartigen Verarbeitungseinheit für Kunststoff-Granulat mit einem Drucktisch, der auf einer sechsarmigen Steuerungsmaschine aufliegt, einem so genannten Hexapod. Dieses Bewegungssystem zeichnet sich durch eine hohe Dynamik, geringe bewegte Massen und eine damit einhergehende hohe Positionier- und Bahngenauigkeit aus. Das SEAM-Verfahren kann aber auch unabhängig vom Hexapod in bestehende Maschinen und Anlagen von Industrieunternehmen integriert werden.

Weiterentwicklung von Polyoropylen

Dr.-Ing. Martin Kausch, Abteilungsleiter für Systeme und Technologien für textile Strukturen am Fraunhofer IWU, erklärt den neuesten Entwicklungsschritt: „Wir entwickeln gemeinsam mit unseren Forschungspartnern aus der Schweiz und der Kunststofftechnik Weißbach GmbH den Prozess für die Verarbeitung des Massenkunststoffes Polypropylen weiter, um große Kunststoffstrukturen bespielweise für Anwendungen im Bauwesen oder Trink- und Abwasserbereich individuell und effizient im 3D-Druck zu fertigen.“

Susanne Witt, Geschäftsführende Gesellschafterin der Metronom GmbH, erläutert das Verfahren: „Bei dem Verfahren wird Kunststoffgranulat aufgeschmolzen, um großvolumige Bauteile zu drucken. Danach können wir die gedruckten Strukturen auf der gleichen Maschine spanend nachbearbeiten, um die Oberflächenqualität zu erhöhen sowie Details und Funktionsflächen auszubilden. Die Geschwindigkeit des Druckes ist dabei wesentlich höher als beispielsweise beim Filamentdruck. Durch die geringeren Materialkosten für das Granulat lassen sich zudem kostengünstig individualisierte Bauteile herstellen. […] Die großen Vorteile des SEAM-3D-Drucks liegen dabei auch in der Möglichkeit, dem Grundmaterial Zusatzstoff beizugeben, sowie in der hohen Belastbarkeit und der Vakuumdichtheit der Bauteile.“

Geringe Materialkosten, hohe Aufbauraten: Wirtschaftlichkeit auch in Großserie

Das Forschungsprojekt wird mit Mitteln aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) in Höhe von 603.609 Euro und Landesmitteln des Freistaates Sachsen gefördert.
Susanne Witt, Geschäftsführerin der Metrom GmbH, sagt: „Die Anwender sind typischerweise direkt die OEM und deren Zulieferer, da durch die geringen Materialkosten und die hohen Aufbauraten eine Wirtschaftlichkeit in der Vorserie und Großserie erreichbar ist.“

Tiefergehende technische Ausführungen, Vorträge und Videopräsentationen zu SEAM finden Sie hier: https://s.fhg.de/SEAM-Europawoche