Polymer AM

Die Additive Produktion mit Kunststoffen erlaubt die Fertigung von Bauteilen in nahezu allen Facetten, die Sie zu wünschen vermögen. Die Kunststoffe weisen zwar nicht die Festigkeiten von Metallen auf, sind jedoch deutlich leichter und günstiger. Es lassen sich bereits Materialien aus fast allen Kunststofffamilien von den Thermoplasten über den Duroplasten bis hin zu den thermoplastischen Elastomeren additiv verarbeiten.

Besonders mit dem MEx- und SLS-Verfahren ist es möglich seriennahe Materialien in Prototypen und Vorserienbauteilen umzusetzen, die sich auf Anwendungen in industriellen Großserien übertragen lassen. Während sich das MEx-Verfahren durch die größte Materialpalette, einen robusten Prozess und sehr große Bauräume auszeichnet, weist sich das SLS-Verfahren durch isotrope Materialeigenschaften, keinem Bedarf an Stützstrukturen und der Wirtschaftlichkeit bei höheren Stückzahlen bis hin in die der Kleinserie aus.

Am Fraunhofer IAPT passen wir Design- und Prozessparameter für neue Materialien an und entwickeln neue Systemkomponenten für die thermoplastischen AM Verfahren.

Selektives Lasersintern

Das selektive Lasersintern ist ein additives pulverbettbasiertes Fertigungsverfahren. Die Herstellung eines SLS-gefertigten Bauteils findet in vier aufeinanderfolgenden und sich schichtweise wiederholenden Prozessschritten statt. Im ersten Schritt wird die Bauplattform mit dem pulverförmigen Ausgangsmaterial beschichtet. Anschließend beheizen IR Strahler das Pulver. Entlang der Schichtinformation werden die zu generierenden Bauteilkonturen selektiv mit einem Laser-Scanner-System aufgeschmolzen. Zuletzt wird die Bauplattform um eine definierte Schichtstärke herabgesenkt. Alle Prozessschritte werden so lange wiederholt bis alle Bauteile in einem Baujob generiert sind.

Material Extrusion (MEx)

Die Material Extrusion ist ein additives extrusionsbasiertes Fertigungsverfahren. Das Rohmaterial kann hierbei strangförmig als Filament (Fused Filament Fabrication - FFF) wie auch als Granulat (Fused Granulat Fabrication - FGF) vorliegen.

Eine Extrusionseinheit erwärmt den Kunststoff und legt einen Strang entlang der definierten Bauteilinformation schichtweise auf eine wahlweise beheizte Bauplattform ab. Die Bauplattform wird anschließend um eine definierte Schichthöhe gesenkt und der Vorgang wird solange wiederholt bis das zu fertigende Bauteil generiert ist.

Silikondruck

Der Silikondruck ist eine Sonderform der Material Extrusion. Als Ausgangswerkstoff dient ein ein- oder zwei-Komponenten Elastomere, welcher über eine Extrusionseinheit entlang der Bauteilinformation auf eine Bauplattform aufgetragen wird.

Zum Aushärten des Materials erhitzt eine Wärmelampe schichtweise das Bauteil. Je nach eingesetztem Material muss eine Nachhärtung des gesamten Bauteils erfolgen.

LuMEx

LuMEx beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von additiven Bauteilen im MEx Prozess mit einer oder mehreren integrierten Lasereinheiten zur Oberflächenglättung oder Oberflächenstrukturierung.

Der materialauftragende MEx Prozess und der materialformende bzw. materialabtragende Laserprozess werden hierbei synchronisiert und bilden einen gemeinsamen Prozessschritt.

Ein Post-Prozess zur Verbesserung der Oberflächen entfällt mit dem Einsatz von LuMEx.