Mikroverkapselte Additive machen Filamente für den 3D-Druck verfügbar

Vier Kabelrollen in verschiedenen Farben

Additivierte Filamente für den FLM-Druck. (Bild: SKZ)

Individuell angepasste Materialien sind ein entscheidender Faktor für einen erfolgreichen 3D-Druck. Für den filamentbasierten 3D-Druck ist die Auswahl an Materialien bislang jedoch noch sehr gering. Das Kunststoff-Zentrum SKZ und das Fraunhofer IAP möchte dies durch den Zusatz von Additiven ändern. „Der Clou ist, dass wir auch mikroverkapselte Additive wie beispielsweise Schmierstoffe in Filamente einbringen werden. Das gedruckte Bauteil erhält somit eine neue Funktion: Es kann sich selbst schmieren“, erklärt Dr. Alexandra Latnikova, Spezialistin für Mikroverkapselung am Fraunhofer IAP. „Nicht jedes beliebige Additiv ist jedoch dafür geeignet, da filamentbasierte 3D-Drucktechniken ihre Grenzen haben“, so Latnikova.

Roh- & Zusatzstoffe

380pv0820_PK_1-4_Victrex_PAEK_Filament_RZ

Roh- & Zusatzstoffe Victrex AM 200

Neues PAEK-Filament für die additive Fertigung

Das neue Filament Victrex AM 200 von Victrex, Thornton Cleveleys, Großbritannien, basiert auf PAEK-Polymer und wurde speziell für die additive Fertigung entwickelt und optimiert. Bisher erhältliche PEEK-Materialien werden zwar für einige Anwendungen in der additiven Fertigung genutzt, wurden aber für herkömmliche Herstellungsverfahren wie Zerspanen und Spritzguss entwickelt. Mehr zu Filamenten für die additive Fertigung

Beim filamentbasierten 3D-Druck – kurz „Fused Layer Modeling“ (FLM) oder „Fused Filament Fabrication“ (FFF) – wird ein Kunststoffstrang, das Filament, in einem Hotend aufgeschmolzen, durch eine Düse gedrückt und in dünnen Schichten auf einer Bauplattform abgelegt. Das Filament besteht aus Kunststoff, der sich beim Erhitzen erweicht und erst in diesem Zustand die Düse passieren kann. „Genau an diesem Punkt liegt die Herausforderung, denn wenn Additive in das Filament eingearbeitet wurden, befinden sich darin Partikel, die verklumpen und zu Verstopfungen der Düse führen können. Die Düse ist also der limitierende Faktor. Wir werden in unseren umfangreichen Untersuchungen ermitteln, mit welchen Additiven 3D-Druck möglich ist“, erklärt Latnikova.

Das sind die 10 größten 3D-Drucker der Welt

Platz 10: Massivit 3DDie GDP-Technologie wurde von ‚Massivit 3D‘ aus Israel patentiert. Dank einer Kombination aus Deposition und Stereolithographie lassen sich mit dieser Technik sehr große Objekte innerhalb kurzer Zeit drucken. Das Verfahren funktioniert folgendermaßen: der Drucker extrudiert ein gelartiges Filament. Dieses wird direkt anschließend mit UV-Licht ausgehärtet. (Bild: Massivit 3D)

1 / 10

Platz 9: VoxeljetAus Deutschland kommt der größte industrielle 3D-Drucker für Sandformen. Mit der Maschine von Voxeljet lassen sich komplexe Bauteile oder Prototypen vollautomatisiert und ohne Werkzeuge industriell fertigen. Die 3D-Drucker werden in Deutschland produziert. (Bild: Voxeljet)

2 / 10

Platz 8: AectualIn Amsterdam ist das Startup Aectual ansässig. Das Unternehmen möchte in der Bauindustrie durchstarten mit automatisiert gefertigten Böden, Fassaden oder auch Treppen. Der Rohstoff stammt aus 100 Prozent recyceltem Kunststoff, sodass das Startup sich auch Nachhaltigkeit auf die Fahnen schreiben kann. (Bild: Aectual)

3 / 10

Winsun 3D printing trading cloud platform

Platz 7: WinsunWinsun aus China bezeichnen sich selbst als 3D-Druck-Architekten. Das Unternehmen aus Shanghai gibt an, Häuser innerhalb von nur 24 Stunden per 3D-Druck herstellen zu können. Der Druckerarm hängt dazu auf zwei verfahrbaren Portalen. ‚Gedruckt‘ wird mit Bauschutt und Industrieabfall, der mit Beton vermischt wird. (Bild: Winsun)

4 / 10

Platz 6: ImprimereDas Schweizer Unternehmen Imprimere möchte laut eigenen Worten die Bauindustrie digitalisieren. Dazu bietet die Firma einen 3D-Drucker, der wie ein Roboterarm an einem Portal hängt. So besitzt der Drucker lange Verfahrwege und kann ein ganzes Haus erstellen. Einzige Bedingung: Man benötigt einen festen Untergrund – am besten ein Fundament – als Aufstellort. – (Bild: Imprimere)

5 / 10

Platz 5: StratasysMit dem Stratasys Infinite-Build 3D Demonstrator lassen sich große Werkzeuge und Produktionsteile herstellen. Die Anlage ist auf Präzision, Wiederholbarkeit und Geschwindigkeit ausgelegt und soll so die kundenspezifische OEM-Produktion und den On-Demand-Aftermarket revolutionieren. Das teilt der US-amerikanische Hersteller Stratasys mit. – (Bild: Stratasys)

6 / 10

Platz 4: MillebotAus den USA kommt das Startup Millebot. Das Unternehmen produziert mit dem Mille LE den ersten Großformat-Drucker in einem Container. Es handelt sich um eine Hybrid-Maschine, die eine Kombination aus ‚Fused Deposition Fabrication‘ mit CNC bietet. So lassen sich neben Plastik auch Werkstücke aus Materialien wie Glas oder Ton drucken und fräsen. (Bild: Millebot)

7 / 10

Platz 3: Tractus 3DDas niederländische Unternehmen Tractus 3D produziert mit dem T3500 einen der weltweit größten Delta-3D-Drucker. Der Drucker wiegt nur 175 Kilogramm und kostet 44.500 Euro. Gegründet wurde die Firma von Daniël van Mourik, der sich schon als Kind gerne Neues ausgedacht hat. (Bild: Tractus 3D)

8 / 10

Platz 2: Cazza ConstructionDas Unternehmen Cazza Construction Technologies stammt aus Dubai. Die 3D-Drucker des Unternehmens sehen aus wie Roboter und sind in der Lage, bis zu 5 Meter hohe Gebäude ‚auszudrucken‘. Da sich die Roboter auf einer mobilen Plattform befinden, können sie auf der Baustelle selbstständig umherfahren und dort arbeiten, wo sie gebraucht werden. (Bild: Cazza)

9 / 10

Platz 1: Apis CorDas russische Startup Apis Cor bezeichnet sich selbst als erstes Unternehmen, das in der Lage ist, ein komplettes Haus auf der Baustelle per 3D-Druck zu erstellen. Die Baukosten sollen so im Vergleich zu traditionellen Bauverfahren um bis zu 40 Prozent sinken. Firmengründer Nikita Chen-yun-tai (siehe Foto) möchte mit seinem 3D-Drucker auch beteiligt sein, wenn die ersten Häuser auf dem Mars entstehen. (Bild: Apis Cor)

10 / 10

Die Technologie der Mikroverkapselung

In einem ersten Schritt testet das Forscherteam systematisch, welche kommerziellen und selbst entwickelten Polymeradditive sich für die Herstellung von Filamenten und den Druckprozess grundsätzlich eignen. In einem zweiten Schritt werden die speziell entwickelten Mikrokapseln eingesetzt. Bei der Mikroverkapselung bringt das Fraunhofer IAP sein umfangreiches Know-how ein. Diese Technologie ermöglicht es, auch komplexere Additive herzustellen. Dafür umhüllen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Funktionsadditive mit einer dünnen Polymerwand. So können auch Flüssigkeiten wie Schmier-, Duft- und Farbstoffe oder auch Biozide in Kunststoffe eingebracht werden. Größe, thermische Stabilität und Oberflächeneigenschaften dieser Partikel sind maßgeschneidert.

Das Projekt adressiert vor allem Unternehmen, die Teil der Produktionskette für filamentbasierten 3D-Druck sind, also Mikroverkapsler, Hersteller und Distributeure von Kunststoffaditiven, Compoundeure, Hersteller von Anlagensystemen sowie Dienstleister im Bereich filamentbasierter 3D-Druck.

Sie möchten gerne weiterlesen?

Registrieren Sie sich jetzt kostenlos:

Mit der Registrierung akzeptiere ich die Nutzungsbedingungen der Portale im Industrie-Medien-Netzwerks. Die Datenschutzerklärung habe ich zur Kenntnis genommen.

Sie sind bereits registriert?