Die Unternehmen AKRO-PLASTIC GmbH, Plasmatreat GmbH sowie Yizumi Germany GmbH pr\u00e4sentierten auf der Fakuma 2021 eine Kombination von Ideen zum Thema 3D-Druck.<\/p>\n
Der Grundgedanke des Projekts der drei innovativen Unternehmen ist der 3D-Druck eines hochfesten nachhaltigen Kunststoffs auf ein mit einem plasmapolymerisierten Haftvermittler beschichtetes Edelstahlblech.<\/p>\n
\u201eDas 3D-Drucken von hochbelasteten, gro\u00dfvolumigen Bauteilen nimmt immer mehr an Bedeutung zu\u201c, wei\u00df Michael Rieck, Business Development Manager, AKRO-PLASTIC GmbH. Dabei stellt sich nach Angaben des Compoundeurs das SEAM-Verfahren (Screw Extrusion Additive Manufacturing) durch die Verwendung von Standard-Granulat und hohen Durchs\u00e4tzen von mehr als 5 kg\/h als besonders g\u00fcnstige Methodik heraus. Beim Drucken von faserverst\u00e4rkten Kunststoffen kann eine sehr hohe Ausrichtung der Fasern erreicht werden (Anisotropie). Bei optimalen Bedingungen k\u00f6nnen Festigkeiten oberhalb der von spritzgegossenen Geometrien erreicht werden.<\/p>\n
\u201eDie erzielbaren Durchs\u00e4tze und Materialeigenschaften machen kombiniert mit einem bauteilgerechten Design auch St\u00fcckzahlen jenseits von 10.000 St\u00fcck in additiver Fertigungsweise m\u00f6glich und bieten eine Alternative zum Spritzguss. Diese Grenze kann je nach Geometrie und Anlage auch deutlich weiter nach oben gesetzt werden\u201c, erl\u00e4utert Dr. Nicolai Lammert, Head of Business Unit Additive Manufacturing, Yizumi Germany GmbH. \u201eEine Skalierung \u00fcber Anlagenanzahl oder innerhalb einer Fertigungszelle \u00fcber die Anzahl der Extruder und D\u00fcsen vervielfacht die St\u00fcckzahl pro Stunde bei geringen Investitionskosten\u201c.<\/p>\n
Die Flexibilit\u00e4t des Verfahrens erlaubt nach Angaben der drei Unternehmen neue Designs in 3D-Raumstrukturen, die im Spritzguss nicht abgebildet werden k\u00f6nnen. Bei der Verwendung einer 3D-Wabenstruktur k\u00f6nnen extreme Drucklasten mit geringen Bauteilgewichten getragen werden.<\/p>\n
Im 3D-Druck werden oft amorphe Kunststoffe verwendet, da sie deutlich weniger schwinden als teilkristalline und sich somit weniger verziehen. Die Haftung an der Bauplattform wird durch eine geringere Kontraktion deutlich verbessert.<\/p>\n
AKRO-PLASTIC entwickelt faserverst\u00e4rkte Compounds mit teilkristallinen Polymeren. Diese kombinieren eine hohe chemische Best\u00e4ndigkeit mit einer hohen Steifigkeit, Festigkeit und Dimensionsstabilit\u00e4t, die in der additiven Fertigung f\u00fcr hohe Durchs\u00e4tze sorgen. Das AKROMID\u00ae NEXT U3 40 1 black (8238) ist ein Polymer auf Basis von Rizinus\u00f6l. Der Biomasseanteil im Polymer ist 97 %, das Compound ist zudem mit 40 % wiederverwerteten Kohlefasern (PIR) verst\u00e4rkt. Laut Angaben des Compoundeurs ist die Schwindung des Werkstoffs so gering, dass sich auch sehr gro\u00dfe Bauteile mit fast 4 Metern Layerl\u00e4nge problemlos herstellen lassen. Die Mechanik ist mit einem E-Modul von 20 GPa und einer Festigkeit von 190 MPa sehr hoch und trotzdem mit einer Rei\u00dfdehnung von 3,5 % extrem duktil.<\/p>\n
Die Schaffung einer festen Verbindung zwischen normalerweise inkompatiblen Materialien, wie in diesem Beispiel einem hochfesten, nachhaltigen Kunststoff und einem Edelstahlblech, wurde auf der FAKUMA am Beispiel des Stiftehalters gezeigt. Hier kam die PlasmaPlus-Technologie von Plasmatreat zum Einsatz. Auf dem Blech wurde mit dem speziellen PlasmaPlus-Verfahren PT-Bond eine Nanoschicht abgeschieden und somit die Schmelze auf dem Metall zur Haftung gebracht. \u201ePT-Bond ist eine spezielle Nanoschicht, die mit unserer PlasmaPlus-Technologie kreiert wird, um funktionalisierte Oberfl\u00e4chen zu schaffen. Beim Einsatz von PT-Bond wird dem unter Atmosph\u00e4rendruck erzeugten Plasmastrahl ein gasf\u00f6rmiger Pr\u00e4kursor injiziert. Das Substrat wird mit einer hauchd\u00fcnnen, transparenten, plasmapolymeren Schutzschicht \u00fcberzogen. Diese fungiert dann als Haftvermittlerschicht\u201c, erkl\u00e4rt Lukas Buske, Head of Plasma Applications, Plasmatreat GmbH, das Verfahren. \u201eSo k\u00f6nnen wir Materialien langzeitstabil miteinander verbinden und die Einsatzfelder von 3D gedruckten Bauteilen flexibel f\u00fcr die industrielle Fertigung erweitern.\u201c<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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