3D-Druck großformatiger Objekte im PEM-Verfahren

Das von dem Gütersloher Startup Teu2tec neu entwickelte Fertigungssystem „Goliath“ ermöglicht den schnellen 3D-Druck großformatiger Objekte, wie Möbel, aus beliebigem Granulat im Pastenextrusionsverfahren (PEM). Das 3D-Drucksystem verwendet dazu klassische zweikomponentige Bindemittel aus Polyurethan mit sehr schnellen Aushärtungszeiten sowie beliebiges Granulat mit Korngrößen bis zwei Millimeter.

Da das Material schnell – in weniger als zehn Sekunden – aushärtet, wird auf diese Weise sowohl eine wirtschaftliche Fertigung sowie eine nahezu beliebige Gestaltungsfreiheit ermöglicht. Durch das Anpassen der eingesetzten Bindemittel und Werkstoffe sind die Produkteigenschaften flexibel einstellbar. Das zu fertigende Produkt kann dadurch elastisch oder fest aushärtend gefertigt werden. Durch eine spezielle Konstruktion des Druckkopfes können hochviskose Pasten verdruckt werden.

„Aufgrund der sehr geringen Topfzeit von weniger als 10 Sekunden können wir hier aktuell mit Druckgeschwindigkeiten von 300 mm/s, bei einem Massenstrom von bis zu 100 g/s, arbeiten. Das ist schon sehr sportlich.“
Jens Mikus, Entwicklungsingenieur bei Teu2tec

Die Schichthöhe ist zwischen 3 und 12 Millimeter einstellbar, womit nicht nur schnelle Druckprozesse ermöglicht, sondern auch, aufgrund der geringen Schichthöhe, optisch anspruchsvolle Bauteile realisiert werden können. Das Bauvolumen ist mit 2.200 x 2.200 x 2.000 mm groß genug, um damit beispielsweise Möbel oder komplette Spielgeräte für die urbane Stadtentwicklung zu gestalten.

In ersten Versuchsreihen gelang dem Team bereits ein Absetzen und Umpositionieren des Druckkopfes im laufenden Druckprozess. Bei der eingesetzten Prozesstechnik wird eine Unterbrechung der Extrusion während des additiven Prozesses realisiert und eine Umpositionierung ohne Nachlaufen der Druckpaste ermöglicht.

Seit Anfang 2022 sind selbst erste Druckversuche „unter Wasser“ durchgeführt worden. Dabei zeichnet sich schon jetzt ab, dass das Verfahren mit entsprechenden Bindemittelsystemen das Drucken von Bauteilen unter Wasser ermöglicht. Auf diese Weise wird das Einsatzgebiet deutlich erweitert und klassifiziert dieses Druckverfahren als einen hochflexiblen und einzigartigen Fertigungsprozess. Zur Weiterentwicklung der Technologie und Pilotierung der Produktion sucht das Team derzeit nach Partnern und weiteren Investoren.

Bild oben: Der 3D-Drucker „Goliath” druckt aus beliebigen Granulaten urbane Möbel und klassische Objekte im Großformat. (Quelle: Teu2tec)

Quelle und weitere Infos: Pressemitteilung, Springer Professional, 3Druck.com