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04.12.2018

Technische Beschichtungen im Additive Manufacturing

NPO Sirris und Fraunhofer-Institut IAP kooperieren

Die Oberflächenrauigkeit der Bauteile und die Porosität der Oberfläche stellen eine Herausforderung dar (© Fraunhoer IAP)

Die Oberflächenrauigkeit der Bauteile und die Porosität der Oberfläche stellen eine Herausforderung dar (© Fraunhoer IAP)

Der Begriff Additive Manufacturing (AM) steht für eine Reihe verschiedener Technologien additiver Fertigung, bei der anhand eines 3D-Modells ein Objekt Schicht für Schicht aufgebaut wird. 3D-Druck ist oft die bekannteste dieser Technologien. Daneben spielen im AM-Markt auch selektives Lasersintern (SLS), Stereolithographie (SLA) oder Material Jetting (MJ) eine wichtige Rolle.

Ursprünglich kommt AM aus dem Bereich des Rapid Prototyping, weil Anpassungen schnell und flexibel möglich sind. Mittlerweile hat sich AM auch in der industriellen Produktion etabliert und ist eine der wichtigen Zukunftstechnologien mit nachhaltigem Einfluss auf den Fertigungsmarkt und darüber hinaus. Die Industrie kann von der Produktion „auf Knopfdruck“, die darüber hinaus flexibel anpassbar und in kleinen Stückzahlen möglich ist, profitieren. Vielfach stellen die Oberflächenrauigkeit der Bauteile und die Porosität der Oberfläche allerdings eine Herausforderung dar.

Um dieser Herausforderung zu begegnen, haben Forscher der belgischen NPO Sirris und des Fraunhofer IAP in einem gemeinsamen Projekt Technische Beschichtungen im Additive Manufacturing erforscht. Sirris ist auf die Erforschung von Lösungen für technologische Herausforderungen spezialisiert. Die NPO arbeitet in der Regel mit Universitäten, Forschungszentren, Verbänden und anderen Instituten zusammen. Am Fraunhofer IAP verfügen die Forscher über langjährige Erfahrung im Bereich Technischer Beschichtungen. Das Fraunhofer IAP bietet Forschungsleistungen rund um das Thema Polymere an.

Glatte und versiegelte Oberflächen

Mithilfe technischer Beschichtungen konnten die Wissenschaftler beider Institutionen die Oberflächeneigenschaften AM-gefertigter Bauteile signifikant verbessern. Als die effektivste Methode der Oberflächenoptimierung erwies sich die Kombination von Lackieren und Polieren. Zusätzlich können die Bauteile durch die Verwendung spezieller Lacke oder anderer Oberflächenbehandlungen funktionalisiert werden. Im Projekt metallisierten die Wissenschaftler das Bauteil, um die Funktionalisierung zu verdeutlichen. Andere Funktionalisierungen sind beispielsweise erhöhte Kratzfestigkeit oder antibakterielle Eigenschaften.
Sirris stellte verschiedene Komponenten zur Verfügung, die mit SLS, SLA, MJ und FDM hergestellt wurden (Fused Deposition Modeling = 3D-Druck). Alle Methoden stellen unterschiedliche Anforderungen an die Oberflächenbehandlung.

Mehr Anwendungspotenzial

Konventionelle Fertigungsmethoden stoßen bei komplexen Bauteilen häufig an ihre Grenzen. Je komplexer das Bauteil konstruiert ist, desto schwieriger und teuer wird es bei konventioneller Fertigung. AM eröffnet hier neue Möglichkeiten. Bauteile unterschiedlicher Komplexität können schneller und kosteneffizienter hergestellt werden. Beispielsweise kann ein Bauteil, das konventionell aus mehreren Einzelteilen besteht, in einem Schritt produziert werden. (Red.)

Weiterführende Information
  • Erschienen in Kunststoffe 12/2018

    Fröhlicher Förder-Zwerg

    Kompaktes Gerät für Masterbatches und freifließende Granulate

    Mal was ganz anderes: Ein Fördergerät, so klein wie noch keines war, hergestellt in additiver Fertigung aus einem Biopolymer. Und das von einem Systemlieferant für die Kunststoffindustrie, der Kunststoffverarbeitern sonst auch mal Komplettanlagen andient.   mehr

    ProTec Polymer Processing GmbH Headquarters

  • Gedruckte Spritzgießformen  für kleine Stückzahlen
    Kunststoffe 11/2018, Seite 45 - 47

    Gedruckte Spritzgießformen für kleine Stückzahlen

    Fertigung von Werkzeugeinsätzen für Prototypen und Kleinserien mittels 3D-Druck

    Bei kleinen Losgrößen kann die additive Fertigung nicht nur als direkte Produktionsmethode punkten, sondern auch als indirekte. Mittels...   mehr

Unternehmensinformation

Fraunhofer Inst.f. angewandte Polymerforschung IAP

Geiselbergstraße 69
DE 14476 Potsdam-Golm

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