nach oben
Meine Merkliste
Ihre Merklisteneinträge speichern
Wenn Sie weitere Inhalte zu Ihrer Merkliste hinzufügen möchten, melden Sie sich bitte an. Wenn Sie noch kein Benutzerkonto haben, registrieren Sie sich bitte im Hanser Kundencenter.

» Sie haben schon ein Benutzerkonto? Melden Sie sich bitte hier an.
» Noch kein Benutzerkonto? Registrieren Sie sich bitte hier.
Ihre Merklisten
Wenn Sie Ihre Merklisten bei Ihrem nächsten Besuch wieder verwenden möchten, melden Sie sich bitte an oder registrieren Sie sich im Hanser Kundencenter.
» Sie haben schon ein Benutzerkonto? Melden Sie sich bitte hier an.
» Noch kein Benutzerkonto? Registrieren Sie sich bitte hier.

« Zurück

Ihre Vorteile im Überblick

  • Ein Login für alle Hanser Fachportale
  • Individuelle Startseite und damit schneller Zugriff auf bevorzugte Inhalte
  • Exklusiver Zugriff auf ausgewählte Inhalte
  • Persönliche Merklisten über alle Hanser Fachportale
  • Zentrale Verwaltung Ihrer persönlichen Daten und Newsletter-Abonnements

Jetzt registrieren
English
Merken Gemerkt
07.03.2019

Neues FFF-Verfahren für reaktive Materialsysteme

Neues Verfahren ermöglicht rotatorische Fertigungsweise

  • Rotative additive Fertigung mit reaktivem Gemisch als Baumaterial ,1-komponentige Fertigung (© IKD)

    Rotative additive Fertigung mit reaktivem Gemisch als Baumaterial ,1-komponentige Fertigung (© IKD)

  • Rotative additive Fertigung mit zwei reaktiven Einzelkomponenten als Baumaterial, 2-komponentige Fertigung (© IKD)

    Rotative additive Fertigung mit zwei reaktiven Einzelkomponenten als Baumaterial, 2-komponentige Fertigung (© IKD)

1 | 0

Anzeige - das nächste Bild wird in Sekunden angezeigt - überspringen

Anzeige - das nächste Bild wird in Sekunden angezeigt - überspringen

Die additive Fertigung von Bauteilen aus thermoplastischen Filamenten (Fused Filament Fabrication, FFF) ist eine bewährte Technologie, um klassisch 2,5-dimensionale Bauteile in z-konstanter Fertigungsweise zu generieren. In einem Kooperationsprojekt des Instituts für Kunststofftechnik in Darmstadt (IKD) der Hochschule Darmstadt (h_da) mit der Werkzeugbau Weidemann GmbH & Co KG, Oberaula, soll neben der klassischen 2,5-dimensionalen Fertigung auf eine Druckplattform eine rotatorische Fertigung realisiert werden.

Rotatorischer Auftrag von reaktiven Materialsystemen

Die Besonderheit des neuen Verfahren ist, dass der Fertigungsuntergrund, beispielsweise ein Rohr, simultan zum Materialaustrag rotiert und somit ein Strang aus reaktivem Gemisch ausgetragen und abgelegt wird. Diese Fertigungsweise bietet die Möglichkeit, das Material kontinuierlich und simultan zum Materialaustrag durch eine zusätzliche Aktivierungsenergie zu vernetzen bzw. den Vernetzungprozess gezielt zu kontrollieren. Grundsätzlich ist es auch vorstellbar, den Vernetzungsprozess ohne zusätzliche Aktivierungsenergie rein chemisch ablaufen zu lassen.

Als Ausgangsmaterial kann bei diesem Verfahren entweder ein einkomponentiges reaktives Gemisch (Bild 1) oder alternativ ein mehrkomponentiges Gemisch (Bild 2) zum Einsatz kommen. Bei der mehrkomponentigen Variante handelt es sich in aller Regel um ein zweikompomponentiges Reaktivsystem, das zunächst im Prozess in einem statischen oder dynamischen Mischer vermischt werden kann.

Das kooperative Forschungsprojekt unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Roger Weinlein hat sich das Ziel gesetzt, diese Technologie bis Mitte 2020 in ein vorserienfertiges Stadium zu überführen. In Zusammenarbeit mit der Firma Werkzeugbau Weidemann entsteht so eine additive Fertigungsanlage der nächsten Generation. Die Entwicklung des rotationsymmetrischen und rotatorisch, asymmetrischen Bauprozesses hat sich Dr.-Ing. Jens Butzke mit seinem Team von Studierenden zum Ziel gesetzt.

Materialeigenschaften ausschlaggebend für rotatorischen Auftrag

Neben der Realisierung des Bauprozesses spielt insbesondere die Materialauswahl eine entscheidende Rolle. In einem Materialscreening zeigte sich schnell, dass Polyurethane, Silikone oder Epoxidharzsysteme ideale Ausgangsmaterialien zur Generierung der Bauteile darstellen. Die Materialien sollten nach dem Abmischen möglichst thixotrope Eigenschaften aufweisen. Dadurch sind sie in der Lage, der Schwerkraft beim Rotieren des Fertigungsuntergrundes, welcher beispielsweise aus einem Rohr besteht, standzuhalten und nicht die Form zu verlieren, bevor die Vernetzung seitlich oder an der gegenüberliegenden Seite der Austragseinheit erfolgt. Die abgelegten reaktiven Stränge haften im Idealfall formstabil an einer senkrechten Wand oder gar an einem Überhang von 180° (an der Unterseite des Rotationskörpers). Eine denkbare Variante ist auch der Einsatz eines festen oder pastösen Stützmaterials aus einer zusätzlichen Austragseinheit.

Mit dieser neuartigen Fertigungstechnologie ist es beispielsweise möglich, gezielt funktionelle Strukturen auf ein Halbzeug aufzubringen. Die Fertigung kann sowohl mit reaktivem Material als auch mit thermoplastischen Filamenten realisiert werden. In beiden Fällen besteht auch die Erwartung, Bauteilstränge frei im dreidimensionalen Raum verlegen zu können. Damit könnte beispielsweise das kontaktlose Ablegen von Strängen von einer Erhöhung des Bauteils zu einer anderen Erhöhung („Bridging“) gewinnbringend eingesetzt werden. Diese Brücken könnten die Generierung von nicht-rotationssymmetrischen Bauteilen wesentlich vereinfachen.

Asymmetrische Strukturen möglich

Insgesamt ist die Besonderheit des Verfahrens auch darin zu sehen, dass in unterschiedlichen Bereichen des Bauteils eine ungleichmäßige Zahl an Schichten aufgetragen werden (Bild 1 und 2). Dadurch können echte 3-dimensionale Strukturen erzeugt werden, die nicht durch umlaufende, sondern auch durch lediglich partiell aufgetragene Stränge abgebildet werden und somit funktionell sein können. Auf diese Weise könnte ein Flansch, eine Dichtung oder auch eine komplexe Struktur wie ein Schnapphaken erzeugt werden.

Durch die geschickte Kombination von Materialien könnte es zudem möglich sein, anhand der gezielten Inline-Mischung unterschiedliche Härten, Farbverläufe oder Dichten im Bauteil einzustellen. Dies könnte sowohl durch das Material selbst, das Füllmuster und die Füllstruktur oder Zusätze wie Füll- oder Verstärkungsstoffe, z.B. Glas- oder Carbonfasern realisiert werden.

Die Arbeit wird aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF) gefördert (ZIM-Förderkennzeichen ZF4104910 PO8).


Mediathek

Mit 3D-Druck Geld verdienen!?

Branchentreff unter Druck

3D-Druck im Einsatz - was bereits möglich ist …


Weiterführende Information
  • Wo ist additive Fertigung rentabel?

    Umfrage zum wirtschaftlichen Einsatz von 3D-Druck

    Additive Fertigungstechnologien erobern sich immer mehr Anwendungsbereiche. In welchen sind sie auch rentabel? Sehen Sie hier das Ergebnis unserer Umfrage.   mehr

  • Erschienen in Kunststoffe 12/2018

    3D-Druck-Filament in Implantatqualität

    Evonik stellt PEEK-Filament für medizinischen Einsatz vor

    Als weltweit erster Hersteller hat Evonik ein PEEK-Filament in Implantatqualität für den 3D-Druck entwickelt, dass alle Zulassungshürden für einen medizinischen Einsatz erfüllt.   mehr

    Evonik Resource Efficiency GmbH

  • 06.11.2018

    Direktes Investment in China

    BASF investiert in chinesischen 3D-Druck-Spezialist Prismlab

    Der Spezialchemie-Konzern BASF baut sein Geschäft im Bereich 3D-Druck weiter aus und investiert erstmals direkt in ein chinesisches Unternehmen.   mehr

  • Erschienen in Kunststoffe 09/2018

    Technische Kunststoffe für 3D-Druck

    Neue PAEK-Materialien als Pulver und Filament

    Victrex bietet verbesserte Kunststoffmaterialien für die additive Fertigung durch Lasersintern und filamentbasierte Verfahren an.   mehr

    Victrex Europa GmbH

  • © Kunststoff-Institut Südwest

    Industrieller 3D-Druck

    Projekt vergleicht generative Fertigungsverfahren

    Um Anwendern zielgerichtete Handlungsempfehlungen für den individuellen Anwendungsfall aussprechen zu können, werden in einem Verbundprojekt alle im Markt verfügbaren 3D-Druck-Verfahren untersucht.   mehr

  • 19.03.2018

    Vorzüge von 3D-Druck und Spritzgießen kombiniert

    Additives Freiformgießen

    Beim additiven Freiformgießen wird die Hülle des Bauteils im FDM-Druck aufgebaut. Anschließend befüllt eine Dosiereinheit im Drucker die Form mit einem Zwei-Komponenten-Gemisch.   mehr

  • 06.11.2017

    3D-Bauteile freischwebend gedruckt

    Harz-Kühlung im TwoCure-Verfahren erspart Stützstrukturen

    Deutlich effizienter und produktiver als herkömmliche 3D-Druck-Techniken für Kunststoffbauteile ist das TwoCure-Verfahren, das noch dazu ohne störende Supports auskommt, weil die Bauteile im erstarrenden Harzbad entstehen.   mehr

  • 30.05.2017

    Anwendungstechniker (FH) für Additive Verfahren/Rapid‐Technologien

    Studienstart für neues Zertifikatsstudium

    Mit einem neuen Zertifikatsstudiengang sollen technischen Fachkräften Kompetenzen für die Nutzung von Additiven Fertigungsverfahren vermittelt und sie in die Lage versetzt werden, diese zielführend und gewinnbringend in die betrieblichen Prozesse einzubinden.   mehr

  • 04.08.2016

    Erster Studiengang für Additive Fertigungsverfahren

    „Uns fehlt eine Basis, auf die wir uns verlassen können“

    Zum Sommersemester 2017 bietet die Hochschule Schmalkalden erstmals einen Studiengang für Additive Fertigungsverfahren an. Die zweisemestrige Weiterbildung „Anwendungstechniker/-in (FH) für Additive Verfahren/Rapid-Technologien“ soll vor allem eine gemeinsame Grundlage von Ausbildungsinhalten schaffen.   mehr

  • 20.05.2016

    Additive Verfahren im FabBus ausprobieren

    Aachener Zentrum für 3D-Druck bietet additive Fertigungsverfahren für den Mittelstand

    Im FabBus der FH Aachen sind acht Plätze für Aus- und Weiterbildung sowie zwölf 3D-Drucker verfügbar.   mehr

Unternehmensinformation

Hochschule Darmstadt ikd Institut für Kunststofftechnik c/o fb mk

Haardtring 100
DE 64295 Darmstadt

Werkzeugbau Weidemann GmbH & Co. KG

Am Goldrain 2
DE 36280 Oberaula

Diese Beiträge könnten Sie auch interessieren
Newsletter

Sie wollen keine Kunststoffe-News verpassen?
Hier kostenlos anmelden


Beispiel-Newsletter ansehen

Marktbarometer

Erfahren Sie in unserem monatlichen Marktbarometer, wie sich die Kunststoff-Branche entwickelt.


Zum Marktbarometer

Kunststoffe im Automobil

Zum Special