Die Neue Materialien Bayreuth (NMB) erweitert mit einem 3D-Drucker mit offener Steuerung zur Verarbeitung von Standard- und technischen Thermoplasten mit Endlosfaserverstärkung das Angebotsspektrum.
Die Arbeitsweise des 3D-Druckers Composer A4 des Herstellers Anisoprint zur Continuous Fiber Fabrication (CFF) basiert auf dem Fused Filament Fabrication (FFF)Verfahren. Hierbei wird ein geschmolzenes Kunststofffilament Schicht für Schicht auf ein Druckbett aufgebracht, um ein 3D-Objekt zu erzeugen. Bei der CFF-Technologie werden die Thermoplaste dabei direkt während des Druckprozesses mit Endlosfasern verstärkt.
Da der Drucker als System mit offener Steuerung ausgelegt ist, kann eine Qualifizierung für eine Vielzahl von Thermoplasten (Polycarbonat, Polyamide, Polypropylen etc.) sowie für verschiedene Fasermaterialien (Kohle-, Glas-, Basaltfasern) durchgeführt werden.
Die flexible Fertigungstechnologie ermöglicht es, Grundmaterialien mit maßgeschneidertem Eigenschaftsprofil, wie Chemikalienresistenz, definierten Reibungseigenschaften, schwerer Entflammbarkeit etc., einzusetzen. Selbst eine Kombination aus einem kurzfaserverstärkten Druckmaterial mit einer Endlosfaser kann verarbeitet werden. Nach entsprechender Anpassung der CAD-Modelle ist eine freie Faserplatzierung zur lastgerechten Gestaltung der Verstärkungsstrukturen realisierbar.
Das CFF-Verfahren erlaubt Druckgeschwindigkeiten bis 80 mm pro Sekunde in der Thermoplastdüse und bis zu 10 mm pro Sekunde in der Faserdüse, abhängig von der jeweiligen Teilekomplexität. Die Oberflächenqualität der erzeugten Bauteile entspricht der Oberflächenbeschaffenheit von Standard FFF-Teilen ohne Nachbehandlung.
Der Composer A4 arbeitet mit einer Düsentemperatur von maximal 270 °C und besitzt einem Bauraum von 297 х 210 х 140 mm³ mit einem bis zu 120 °C beheizbaren Druckbett.
Bild oben: Lokal verstärktes Carbonfaser-Kunststoffbauteil aus dem Endlosfaser-3D-Drucker. (Quelle: Neue Materialien Bayreuth)
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