Großvolumige 3D-Druck-Bauteile funktionalisieren

Das Drucken großvolumiger Bauteile aus Thermoplast scheint auf dem Vormarsch. Basierend auf Portalsystemen oder Robotik werden zwischenzeitlich viele Großformat-Drucker angeboten, die zwischen 10 und 30 kg/h austragen können. Eine der großen Herausforderungen im Large Scale Additive Manufacturing (LSAM) ist die Detailgenauigkeit der Bauteile, die naturgemäß unter diesen hohen Austragsmengen leidet. Notwendige abtragende Nacharbeiten, beispielsweise durch Fräsen, sind die kostensteigernde Folge, wobei gute Large-Scale-Drucker ohnehin durchaus Investitionen in 7-stelliger Höhe erfordern können.

Nun stellt Anybrid mit dem mobilen Spritzgießen Robin eine Alternative für das Funktionalisieren großvolumiger 3D-Druck-Bauteile vor. Das Robin-System kann an klassische Industrierobotik montiert und so direkt in eine LSAM-Fertigungszelle integriert werden. Die Funktionalisierungen können damit lokal auf die Bauteile aufgespritzt werden.

„Die Freiheitsgrade bei der Gestaltung von LSAM-Bauteilen sind bereits hoch. Diese können durch die Kombination mit dem mobilen Spritzgießen nun noch einmal signifikant vervielfacht werden.“
Christian Vogel vom ILK

In ersten Versuchen in Kooperation mit dem Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik der TU Dresden verlief der Praxistest erfolgreich: Additiv gefertigte Platten wurden dazu nach einer kurzen Oberflächenerwärmung durch Aufbringen der Schließkraft lokal verdichtet und umgeformt. Auf diese Weise kann für den dann folgenden Überspritzvorgang die Abdichtung der Werkzeugkavität gewährleistet werden.

Bei den Versuchen wurde unter anderem eine Kombination von holzfasergefülltem PLA (LSAM) und glasfaserverstärktem PP (Spritzgießen) umgesetzt. Dabei zeigte sich eine gute Interaktion zwischen den Materialien und eine sehr gute Verbindungsfestigkeit. Herausforderung für die Prozessoptimierung ist, die Kompaktierung der Oberfläche so einzustellen, dass es keine ungewünschten Austritte der Matrix aufgrund einer unzureichenden Abdichtung gibt. Dies muss in Abhängigkeit der Materialien und Auflösung des Drucks individuell kalibriert werden.

In nächsten Schritten sollen weitere Materialkombinationen erprobt werden, auch mit dem Ziel sowohl Mono- als auch Multimaterialsysteme zu validieren. Besonderes Potential ergibt sich bei der Einbringung von Fügeelementen wie etwa In- oder Onserts, um Montagepositionen direkt auf der gedruckten Struktur zu erzeugen.

„Wir gehen fest davon aus, dass großvolumige 3D-Druck Anlagen in der Zukunft standardmäßig mit unserem mobilen Spritzgießsystem ausgestattet sind.“
Michael Stegelmann, Gründer und Geschäftsführer, Anybrid

Bild oben: Mobiles Spritzgießen ergänzt großvolumigen 3D-Druck (Quelle: Anybrid)

Quelle und weitere Infos: Pressemitteilung