druckenAktivierte Polymerisation im 3-D-Kunststoffdruck
Aktuelle Kunststoffdruckanlage der Firma voxeljet technology GmbH
Der 3-D-Druck ist ein etabliertes generatives Verfahren für Kunststoffbauteile. Dabei wird ein Binder in ein Pulverbett eingebracht: Ein Druckkopf oder eine Düse trägt die Flüssigkeit auf, worauf sich das Kunststoffpulver gezielt lokal verfestigt. CAD-Daten können das Verfahren so steuern, dass in Schichtbauweise komplexe geometrische Strukturen entstehen. Daher eignet sich dieses Verfahren vor allem zur Herstellung kundenindividueller Produkte. Die Bauteile sind jedoch hoch porös, weil Pulver- und Binderkomponenten lokal verklebt werden, was die Einsatzfähigkeit als Serienbauteil schmälert. Dieses Problem wird heute durch einen Infiltrationsschritt gelöst, der dem eigentlichen Druckprozess nachgelagert ist.
Ziel dieses Projekts ist die systematische Entwicklung eines einstufigen 3-D-Druckverfahrens. Durch aktivierte und möglichst weitgehende Polymerisation, also eine Reaktion ungesättigter organischer Verbindungen unter Katalysatoreneinfluss, sollen die mechanischen und thermischen Eigenschaften verbessert werden. Die Integration mechatronischer Komponenten, also das Zusammenwirken mechanischer und elektronischer Elemente, mit weiteren lokal determinierten Eigenschaften wird untersucht.
Zu Beginn werden Anforderungen an Produkt, Prozess und Anlage ermittelt. Darauf werden Werkstoffe ausgewählt und analysiert. Auf Basis dieser Untersuchungen soll die Anlage konzipiert und Steuerungssoftware entwickelt werden.
Um den Prozess zu simulieren, muss er im Detail verstanden werden. Es fehlt noch ein Demonstrator, mit dem umfangreiche Experimente und Untersuchungen möglich sind, um das Anlagen- und Werkstoffkonzept anzupassen und zu optimieren. Das Ziel: Bis Juni 2011 soll eine Anlagenstrategie zur Verfügung stehen.
