Im neuen SEAM-Research-Center des Fraunhofer IWU wollen die Forschenden das Potenzial des Screw Extrusion Additive Manufacturing (SEAM) noch besser ausschöpfen. Herzstück des Centers ist Epic3D, ein neuentwickelter Portaldrucker, der die Fertigung von Kunststoff-Bauteilen im XXL-Format ermöglicht – großformatiger 3D-Druck für Architektur und Nutzfahrzeugbau.
XXL-Format bedeutet in diesem Fall wirklich groß: Der kontinuierliche Ablageprozess und versteifende Strukturen sorgen für belastbare Bauteile, die mit dieser Technologie sogar das Herstellen individuell gestalteter Fassedenelemente und weiterer, witterungsbeständiger Produkte für den Bausektor möglich machen. Daran arbeiten die Forschenden gemeinsam mit dem Unternehmen Wirth & Co. GmbH. Die eingesetzten Kunststoffe werden, so die Partner, alle Anforderungen an den Brandschutz sowie die UV- und Witterungsbeständigkeit erfüllen.
„Mit dem 3D-Druck im SEAM-Verfahren entstehen völlig neue Gestaltungsmöglichkeiten im Fassadenbau. Gemeinsam mit dem Fraunhofer IWU arbeiten wir daran, Gestaltung, Materialien und den 3D-Druckprozess für Anwendungen im Bauwesen zu optimieren. Mit der Investition in die Epic3D-Portalanlage steigen wir in die additive Fertigung von Elementen für das Bauwesen ein.“
Florian Stöckel, Geschäftsführer der Wirth & Co. GmbH
Aber nicht nur Bauelemente können mit den XXL-Format-Druckern hergestellt werden. Zusammen mit dem Unternehmen Mosolf Special Vehicles haben die Forschenden außerdem ein 3D-gedrucktes Heckregal entwickelt, das am Beispiel des Mercedes Vito im Vergleich zur bisherigen Nachrüstlösung einschließlich der Beschläge 26,5 Kilogramm einspart. Dabei bleibt die Nutzlast des Regalsystems vollständig erhalten. Das im SEAM-Verfahren gedruckte Regal schmiegt sich vollständig an die Fahrzeughaut, erfordert keine zusätzlichen Versteifungen oder Befestigungen und nutzt so den Bauraum im Heckbereich bestmöglich aus. Die beiden Partner arbeiten an weiteren Interieurbauten für Spezialfahrzeuge, insbesondere an Innentrennwandsystemen.
Beim SEAM-Druckprozess wird Kunststoffgranulat über eine modifizierte Extrusionsschnecke eingezogen und plastifiziert. Die entstehende Kunststoffschmelze wird anschließend schichtweise auf der Bauplattform abgelegt. Kostengünstiger ist dieser Produktionsprozess, weil anders als bei einer Faserlaminierung oder bei Umformverfahren auf das aufwendige Herstellen eines Negativs verzichtet werden kann. Hohe Druckgeschwindigkeiten wirken ebenfalls kostendämpfend.
„Wir machen anspruchsvolles Design bezahlbar. Die ganz persönliche Note in der Fassadengestaltung lässt sich natürlich auch in der Manufaktur umsetzen. Aber nur mit Herstellprozessen wie SEAM ist sie erschwinglich.“
Dr. Martin Kausch, Leiter der Abteilung Nachhaltige Faser-Kunststoff-Verbunde am Fraunhofer IWU
Alle drei Anlagen im SEAM-Research-Center wurden zusammen mit den Unternehmen Metrom sowie 1A Technologies entwickelt. Während der Epic3D mit einer 2 Meter langen und 1,7 Meter breiten Bauplattform ausgestattet ist, sind mit der Metrom P1410 auch zusätzliche Bearbeitungsschritte wie Fräsen möglich. Ein großer Vorteil der SEAMHex-Anlage wiederum ist der Hexapod – eine schwenkbare 6-Achs-Parallelkinematik, die der Bauplattform eine besonders hohe Bewegungsflexibilität verleiht. Dieses Bewegungssystem zeichnet sich durch eine hohe Dynamik, geringe bewegte Massen und eine damit einhergehende hohe Positionier- und Bahngenauigkeit aus. Bauteile mittlerer Größe lassen sich mit der SEAMHex besonders schnell und präzise herstellen.
Bild oben: Mit dem Portaldrucker Epic3D können besonders großer Bauteile additiv gefertigt werden. (Quelle: Fraunhofer IWU)
Quelle und weitere Infos: Pressemitteilung
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