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Research & Technology

Der 3D-Druck arbeitet an Mehrkomponentenbauteilen

In vielen Industrien werden additive Produktionsverfahren erst dann interessant, wenn sie Materialkomponenten kombinieren können. Die Forschung dazu läuft auf Hochtouren.

06.01.2018
Michael Triadan
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Der 3D-Druck arbeitet an Mehrkomponentenbauteilen (Foto: SKZ)

Während die Materialforschung in vielen Fällen den Fokus auf neue Filamente etc. legt, hat man im Nordschwarzwald den Spieß umgedreht: Das Arburg Kunststoff-Freiformen (AFD) nimmt sich qualifizierte Standardgranulate vor, wie sie beim Spritzgießen bereits Verwendung finden, und macht sie quasi 3D-drucktauglich. Das hauseigene Freeformer-System schmilzt das Material auf und ermöglicht damit den schichtweisen Auftrag in kleinsten Kunststofftropfen. Im Ergebnis lassen sich auf diese Weise Originalwerkstoffe effizient zu Einzelteilen oder Kleinserien verarbeiten – und vor allem kann das System auch mit mehreren Komponenten umgehen.

Genau darum ist AFD derzeit auch Gegenstand eines Forschungsvorhabens am Würzburger Kunststoff-Zentrum SKZ, das grundlegende Erkenntnisse zur additiven Fertigung von Mehrkomponentenbauteilen erarbeitet. Tatsächlich eröffnet die Verarbeitung von mehreren Materialien innerhalb eines Bauteils in der additiven Fertigung komplett neue Freiheitsgrade sowie immense Effizienz- und Innovationspotenziale hinsichtlich Design, Teilegestaltung, Funktionsintegration und kosteneffizienter Produktion.

Um additiv gefertigte Hart-Weich-Verbunde herzustellen, bieten sich außer AKF auch Fused Deposition Modeling (FDM) bzw. Fused Layer Modeling (FLM) an. Das BMWi-geförderte IGF-Forschungsvorhaben 19607 N läuft noch bis Mitte 2019. Parallel dazu untersucht das SKZ unter anderem auch die Klebbarkeit additiv gefertigter thermoplastischer Bauteile, zerstörungsfreie Verfahren der Qualitätssicherung und das neue Melt Electrospinning Writing (MEW), eine Kombination aus Elektrospinnen und 3D-Druck, die 1 bis 30 µm dünne Filamente verarbeiten kann und vor allem für die Medizin von Interesse ist.