Die für ihre außergewöhnlichen Performances bekannte isländische Musikerin Björk hat den japanischen Teil ihrer neuen „Virtual Reality“-Reihe in einer 3D-gedruckten Maske von der Stratasys GmbH , Rheinmünster, eröffnet. Entworfen wurde die Maske von der japanischen Designerin und Künstlerin Neri Oxman und ihrem Team The Mediated Matter Group. Björk trug die speziell für sie angefertigte Kreation bei ihrem ersten Auftritt vor einem ausgewählten Publikum im Miraikan Museum in Tokio. Inspiriert wurde das Design von ihrem letzten Album „Vulnicura“. Oxman und ihr Team nutzten dabei 3D-Scans von Björks Gesicht, um so digitale Interpretationen ihrer Knochen- und Gewebestruktur zu erstellen. Produziert wurden die Einzelstücke anschließend mit der Multimaterial- und Multifarb-3D-Drucktechnologie von Stratasys.

Björk eröffnet ihre Virtual Reality-Reihe  

Werkstoffe für additive Verfahren

Additive Fertigung

3D-gedruckter Maske von Stratasys  

Das Süddeutsche Kunststoff-Zentrum (SKZ) in Würzburg befasst sich seit seiner Gründung mit den Herausforderungen der Prozessentwicklung in der Kunststoffverarbeitung. Dabei bilden auch die additiven Fertigungsverfahren keine Ausnahme (Bild). 

SKZ 

Compound

Schmelzeschichtverfahren in der  erforschten Praxis 

Die EOS GmbH, Krailling, verfolgt ein ganzheitliches Konzept, das nicht nur bei der Maschinen- und Prozessentwicklung den Hebel ansetzt. Bei der Entwicklung neuer Materialien und Gewährleistung robuster Bauteileigenschaften setzt EOS auf belegbare Qualität und Nachverfolgbarkeit. Da-zu wird schon bei der Herstellung der verschiedenen Stufen an Vorprodukten – aus einem Basispolymer wie Polyamid 12 wird ein veredeltes Pulver, der spätere Lasersinter-Werkstoff – auf die Qualitätssicherung nach ISO 9001 geachtet. Im Pflichtenheft steht darüber hinaus die etablierte lückenlose Dokumentation der Materialproduktion mit allen Qualifizierungsstufen. 

EOS 

Qualitätssicherung

Durchgängige Qualitätssicherung vom Vorprodukt bis zum Sinterwerkstoff 

Die Gabriel-Chemie Gesellschaft m.b.H., Gumpoldskirchen/Österreich, ist seit den 1950er-Jahren auf das Veredeln und Färben von Kunststoffen spezialisiert. Nun schreibt das Unternehmen diese Historie mit einer eigenen Serie für 3D-Druck-Filamente aus ABS und PLA (Polylactid) fort. Die Filamente eignen sich für die Anwendung im Schmelzschichtverfahren (Fused Filament Fabrication, FFF). Dabei bilden 20 unterschiedliche Farben den Kern des Masterbatchprogramms. Hier stehen fluoreszierende ebenso wie nachleuchtende und Metalleffekte zur Auswahl. Zusätzlich bietet Gabriel-Chemie Masterbatches mit speziellen Additiven zur Lasermarkierung an, die eine permanente Dekoration von 3D-gedruckten Bauteilen ermöglichen. Die neuen Farben entfalten zur Steigerung der Prozessrobustheit schon bei niedrigen Dosierungen ihre Wirkung und lassen sich bei Temperaturen von bis zu 260 °C verarbeiten. Bei der Produktion hält sich Gabriel-Chemie an die Anforderungen nach ISO 9001 und sorgt für eine entsprechende Dokumentation. 

Gabriel-Chemie 

Additive

Masterbatches

Masterbatches und Additive zur Lasermarkierung für den 3D-Druck 

Mit der additiven Fertigung wurde ein Urformverfahren kreiert, das aus der anfänglichen Herstellung von Prototypen jetzt massiv in die industrielle Produktion drängt. Anwendungsoptimierte Materialentwicklungen sowie intelligente Verfahrensvarianten und -kombinationen vergrößern das Potenzial dieser Technologie. 

Additive Fertigung über die komplette Breite der Verfahren auf der K 2016 vertreten 

Selektives Lasersintern von Kunststoff, Metall, Keramik

Spritzgießwerkzeuge

Spritzgießen

Faszination aus Tropfen, Schichten  und Strängen 

Mit der K 2016 in Düsseldorf und der formnext in Frankfurt am Main hatte die an der additiven Fertigung interessierte Fachwelt Ende letzten Jahres zweimal Gelegenheit, dem Innovationsgeist der Branche nachzuspüren. Ein Anliegen trat dabei besonders hervor: die Steigerung der Produktionseffizienz. Diese verbessert die Wirtschaftlichkeit beim Einsatz der verschiedenen 3D-Druckverfahren. 

Anbietervielfalt und physische Vernetzung ermöglichen neue Geschäftsmodelle und Anwendungsszenarien für die additive Fertigung 

Steuern, Regeln

Rapid Prototyping

Rapid Manufacturing

Selektives Laserschmelzen von Kunststoff, Metall, Keramik

Faserverarbeitung

Industrieroboter

Alle Elemente im Blick 

Bahnt sich hier ein Durchbruch im 3D-Druck an? Der Prototyp eines neu entwickelten 3D-Druckers verarbeitet handelsübliche Granulate, auch solche von Hochleistungskunststoffen wie PEEK, PPS, PSU, PA und PC, jeweils mit oder ohne Fasern. Die Maschine arbeitet im klassischen Strangablegeverfahren, nutzt dazu jedoch einen einfach konstruierten Druckkopf mit radialer Schnecke. 

Ein neuartiger Druckkopf bringt frischen Wind in die FDM-Zunft 

Polysulfone / Polysulfide

Kohlenstofffasern / -matten

Faser- und Filamentextrusion

3D-Druck mit kostengünstigem Granulat 

Ähnlich wie bei der Entwicklung der Spritzgießmaterialien vor 30 Jahren geht der Trend in der additiven Fertigung aktuell zu höher schmelzenden Materialien und Werkstoffen mit verbesserten mechanischen Eigenschaften. Letzteres gelingt z. B. durch die Einbettung von Fasern. Was die Entwicklung der Maschinentechnik betrifft, werden Prozesszeiten, Sensorik und Qualitätsüberwachung immer mehr an die Ansprüche von Hightech-Konzernen angepasst. 

Materialhersteller und Verfahrensentwickler begegnen steigenden Anforderungen  im 3D-Druck 

Biokunststoffe

Rapid Tooling

Pulver-Spritzgießen

Schleifen, Polieren

Additive Adoleszenz 

Am ersten Messeabend der K wurde zum 8. Mal der Dr.-Richard-Escales-Preis verliehen. Ein Experte für additive Fertigung erhielt die Auszeichnung – und auch bei der überreichten Trophäe spielt der 3D-Druck die entscheidende Rolle.

Auszeichnung: Mit dem Preisträger für 2019 Prof. Dr.-Ing. Andreas Gebhardt, der die im 3D-Druck hergestellte neue Trophäe hält, freuen sich (von links) Kunststoffe-Chefredakteur Dr. Karlhorst Klotz, VDWF-Präsident Prof. Dr.-Ing. Thomas Seul und Andreas Klein, Leiter Fachzeitschriftenverlag von Hanser

16:9

Prof. Dr.-Ing. Andreas Gebhardt mit dem Dr.-Richard-Escales-Preis 2019 geehrt

Messe K-Kunststoffmesse

kunststoffe.de

Klotz, Karlhorst, Dr.

Anlagen Additive Fertigung / 3D-Druck, Kunststoff

Anlagen für die Additive Fertigung

Andere Werkstoffe

Mit 3D-Druck zur Siegestrophäe

Um die Entwicklungszeit neuer Produkte zu minimieren, wird bei der Geberit International AG eine Vielzahl an Prototypen im 3D-Druck hergestellt. Seit 2016 steht dafür im Prototypen-Labor eine Lasersinteranlage Sintratec S1.

Links der Prototyp des Armaturenanschlusswinkels aus Sintratec TPE und rechts das Serienbauteil aus EPP

Geberit: „Dank selektivem Lasersintern können wir uns richtig entfalten“

Verfahren für die additive Fertigung

Anlagen Selektives Lasersintern, Kunststoff

Pulverbettverfahren

Sanitäre Prototypen mit hohen Anforderungen

Additive Fertigungsverfahren werden zunehmend zur Herstellung von Endprodukten eingesetzt. Ein Forschungsvorhaben betrachtet die Auslegung der mechanischen Eigenschaften und validiert die Erkenntnisse anhand industriell gefertigter Teile.

Mechanisches Verhalten additiv gefertigter Bauteile unter Kurz- und Langzeitbeanspruchung

Werkstoffprüfung, mechanisch

Messtechnik

Werkstoffprüfung

Bruchmechanische Prüfung

Lehrstühle und Institute

Dienstleistungen

Hochschulen

Werkstofftechnische Prüfungen

3D-Drucker (für FDM, FFF, etc.)

Anlagen Additive Fertigung / 3D-Druck, Metall

Gefertigt für die Ewigkeit?

Die Rapid.Tech 3D bringt die Akteure des Additive Manufacturing vom 4. bis 6. Mai 2021 wieder in Erfurt zusammen. Neu ist ein Mix aus Live- und Digital-Event. Erste Aussteller sind bereits angemeldet.

Hält schon Ausschau nach Besuchern: AM-Figur von Antonius Köster

Anlagen Additive Fertigung / 3D-Druck, andere

PVC-Additive

CAM für die additive Fertigung

Software

Filamente für additive Verfahren

Rapid.Tech 3D 2021: Live und digital

Das sogenannte Arburg Kunststoff-Freiformen ist zur Herstellung additiv gefertigter Bauteile für die Medizintechnik prädestiniert. Die zugehörigen additiven Fertigungssysteme des Typs Freeformer verarbeiten Kunststoffgranulate, wie sie auch im Spritzgießen eingesetzt werden. Das macht die offenen Systeme sehr wirtschaftlich im Einsatz. Unter anderem lassen sich auch biokompatible, resorbierbare und sterilisierbare sowie FDA-zugelassene Originalmaterialien verarbeiten. Das eröffnet neue Möglichkeiten, auch im Humaneinsatz.

Im AKF-Verfahren lassen sich resorbierbare Originalmaterialien wie z. B. knochenähnliche Platten-Implantate fertigen. Sie werden nach und nach durch körpereigenes Gewebe ersetzt.

Hersteller von Medizinprodukten verarbeiten Originalmaterialien mit dem Freeformer

Kunststoff Werkstoffe

Medizintechnik

Medizinprodukte

Arburg Kunststoff Freiformen

Freiraumverfahren

Neue Möglichkeiten für  den Humaneinsatz

Nirgendwo kommen die Möglichkeiten des 3D-Drucks so zur Geltung wie in der Medizintechnik. Mit den richtigen Hochleistungsmaterialien lassen sich komplexe patientenindividuelle Implantate herstellen, mit denen Mediziner die Grenzen des bisher Möglichen zum Wohle des Patienten verschieben.

Beispielimplantate aus Vestakeep-Filamenten, die mit einem 3D-Drucker des chinesischen Startups Meditool gedruckt wurden

Neue Wege der Implantatherstellung aus Kunstoffen mithilfe additiver Fertigung

Individuelle Implantate aus  dem 3D-Drucker

Nachhaltigkeit heißt der rote Faden, der sich vom 4. bis 6. Mai 2021 durch alle Foren der Kongressmesse Rapid.Tech 3D ziehen wird. Der Kongress findet erstmals auch digital statt, die Ausstellung ist als Präsenzveranstaltung geplant.

Soll 2021 wieder die Rapid.Tech 3D beherbergen: das Congresscenter Erfurt

Fachkongress und Messe 2021

Messe Rapid.Tech 3D

form-werkzeug.de

Rapid.Tech 3D: Leitidee Nachhaltigkeit

Objekte mit veränderbaren Strukturfarben aus dem 3D-Drucker

Der Effekt ist bekannt: Je nach Lichteinfall schillern Schmetterlinge oder Opale in verschiedenen Regenbogenfarben. Solche sogenannten Strukturfarben verblassen nicht. Sie konnten bisher jedoch künstlich nur als dünner Film hergestellt werden. Chemiker der Universität des Saarlandes haben nun ein Verfahren entwickelt, wie sie dreidimensionale komplexe Objekte drucken können, die brillante Strukturfarben zeigen.

Chemiker der Universität des Saarlandes drucken erstmals komplexe 3D-Objekte in schillernden Strukturfarben.

Als Gütezeichen für den menschlichen Charakter gilt: „Harte Schale, weicher Kern“. Im Falle des Forschungsgegenstands von Prof. Dr. Markus Gallei und Lukas Siegwardt hingegen verhält es sich genau andersherum. Der Professor für Polymerchemie und sein Doktorand haben „perfekte Partikel“ hergestellt, deren harter Kern von einer weichen Schale umgeben ist. Perfekte Partikel bezeichnet in diesem Fall Teilchen, die allesamt identisch groß und identisch geformt sind. Diese Ausgangsmaterialien, die in der Regel Materialien wie Polystyrol (PS) oder Ethylacrylaten bestehen, haben die Forscher nun so verändert, dass sie auch im 3D-Drucker verarbeitet werden können. Das war bisher nicht möglich. Mit diesen Partikeln lassen sich farbige Objekte erzeugen.

Zwar können auf diesen Weise seit 2001 farbige Materialien künstlich hergestellt werden, allerdings nur als sehr dünner Film, nur Bruchteile eines Millimeters dick. „Dabei wird das Material mittels Industriepressen oder Folienwalzanlagen verarbeitet. Daraus wird dann ein buntes Material, das seine Farbe verändern kann“, erklärt Professor Gallei. Man kann daran ziehen, Strom anlegen, die Temperatur verändern, den pH-Wert und viele weitere Parameter beeinflussen, die allesamt dazu führen, dass die Farbe sich ändert. „Man kann das Material beliebig schalten“, nennt Gallei diese Vorgänge. Solche Farben haben den großen Vorteil, dass sie nicht ausbleichen. Hinzu kommt ihre sehr große Wandlungsfähigkeit, die bisher nur dadurch begrenzt wurde, dass sie lediglich als hauchdünner Film hergestellt werden konnten. Nun hingegen sind 3D-Objekte aus solchen Materialien denkbar, die als vielfältig einsetzbare Sensoren für allerlei Messmethoden oder als Fälschungsschutz für Waren verwendet werden können. Man kann die Partikel so herstellen, dass sie jede denkbare Eigenschaft besitzen und zudem leicht in Form zu bringen sind.

Lukas Siegwardt demonstriert die Wandlungsfähigkeit des Materials an einem etwa fünf Zentimeter langen gedruckten Prüfling. Die ursprünglich rote Farbe des Objekts verändert sich immer mehr ins Blaue, je mehr der Doktorand daran zieht. „Damit habe ich schon einen einfachen Sensor, der auf Zug- und Druckkräfte reagiert“, erklärt der junge Wissenschaftler.

Die Chemie, die dahintersteckt, hat mit den eingangs erwähnten perfekten Partikeln aus den Standard-Polymeren zu tun, die in Rohform als weißes, pudriges Pulver in die Industriepresse und nun auch in den 3D-Drucker kommen. Diese Partikel ordnen sich während des Druckens in einem regelmäßigen Muster an. Die Farbe, die das Ganze annimmt, hängt von den Abständen zwischen den Partikeln ab. Die weichen Schalen der einzelnen Partikel zerfließen zu einer fließfähigen Masse, die die harten Kerne umgibt. Zieht man an einem Objekt, verändert man die Abstände zwischen den einzelnen Kernpartikeln, und die Farbe ändert sich.

Um ein solches Material auch für den 3D-Druck aufzubereiten, war eine Menge Laborarbeit nötig. Dabei waren zwei harte Nüsse zu knacken: Zum einen mussten die Fließeigenschaften des pulvrigen Ausgangsstoffs so verändert werden, dass die Düsen des Druckers nicht verstopften, sich das Pulver also möglichst rückstandsfrei drucken lässt. „Zweiter Punkt waren die thermischen Eigenschaften. Beim Pressen muss das Ausgangsmaterial nur etwa 120 °C verkraften. Beim 3D-Druck fallen aber Temperaturen von 140 bis teilweise 200 °C an“, erklärt Siegwardt die Anforderungen an das Material. „Viele Materialien sind mir im Laufe der Monate kaputtgegangen“, erinnert er sich. Bis er letzten Endes doch die richtige Mischung fand.

Ausgabenartikel KU02-23

Mit dem neuen Verfahren können komplexe Objekte wie dieser Affenkopf in veränderbaren Strukturfarben mit 3D-Druckern gedruckt werden.

Der Gecko aus dem 3D-Drucker ändert seine Farbe, wenn an ihm gezogen wird. 

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