Merken 19.01.2018

Freischwebende Bauteile im Harzbad

TwoCure-Verfahren kommt ohne Stützstrukturen aus

Mit dem „TwoCure“-Verfahren aufgebaute Ring-in-Ring-Struktur, hergestellt ohne Stützstrukturen (© Fraunhofer ILT, Rapid Shape)

Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT und Rapid Shape entwickeln gemeinsam den harzbasierten 3D-Druck weiter. Das neue "TwoCure"-Verfahren ist nach Angaben der Entwicklungspartner deutlich effizienter und produktiver als herkömmliche 3D-Druck-Techniken für Kunststoffbauteile, zumal es gänzlich ohne Stützstrukturen auskommt. Diese verfahrensbedingten Stützen bedeuten einen erheblichen Nachteil, denn der Anwender muss sie in der Konstruktion einplanen und zum Schluss umständlich entfernen.

Das neue Verfahren, das im Rahmen eines vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten ZIM-Projekts (Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand) entwickelt wurde, nutzt wie die Stereolithografie flüssiges Harz, das Schicht für Schicht auf ein Harzreservoir aufgetragen wird. Eine LED-Einheit belichtet das flüssige Harz in der Schichtgeometrie des Bauteils. Wie bei einem Beamer wird ein Bild in das Harzbad projiziert. An den belichteten Stellen härtet das Polymer aus, an den anderen Stellen bleibt es zunächst flüssig. Genauere Informationen zum Verfahren und weitere Bilder finden Sie hier.

Mehr Teile pro Druckauftrag

Das Verfahren kommt nicht nur ohne Stützen aus, sondern ermöglicht darüber hinaus eine Positionierung der Bauteile ohne Anbindung an die Bauplattform. Die 3D-Komponenten können im Bauraum an beliebigen Stellen aufgebaut werden. Wegen der effizienteren Nutzung des gesamten Bauraums lassen sich deutlich mehr Teile pro 3D-Druckjob herstellen.

Wegen des Einsatzes von zwei Härteverfahren nennt sich das Verfahren im Entwicklungsstadium "TwoCure". Die Aachener Wissenschaftler und ihre Industriepartner setzen dabei auf Hybridtechnik: Sie verfestigen das flüssige Monomer chemisch per Licht und thermisch per Kälte. Das Material wird im warmen Zustand aufgetragen und dann per Licht irreversibel ausgehärtet. Gleichzeitig sorgt der gekühlte Bauraum dafür, dass das schichtweise entstehende Duroplast-Bauteil mit dem zum wachsartig erstarrten Harz zu einem Block festfriert. Der Anwender kann diesen anschließend bei Raumtemperatur verflüssigen, sodass das stützende Material abfließt: Übrig bleiben die 3D-gedruckten Bauteile, die nur noch kurz gereinigt und nachgehärtet werden. Auch diese Schritte sollen künftig automatisiert in einer Prozesskette ablaufen können. (cd)