Mit der Aufmerksamkeit, die der 3D-Druck und die additive Fertigung erhalten, ist es oft schwierig zu glauben, dass die Technologie tatsächlich schon 30 Jahre alt ist. Chuck Hull, der Erfinder des 3D-Drucks – damals als Stereolithografie bekannt – entwickelte die Idee, während er versuchte, die Beschichtungen von Tischen mit UV-Licht zu härten. Das erste Material? Ein flüssiges Photopolymer.

Die Polymer-basierte AM ist mittlerweile eine sich schnell entwickelnde Welt, in der Designer und Ingenieure die Grenzen von Materialien und Technologien ausreizen. Paul Bates ist mit dem 3D-Druck und AM vertraut. Paul Bates, Manager des UL Additive Manufacturing Competency Centers (AMCC), ist seit mehr als 20 Jahren in der AM-Branche tätig und hat die Technologie von ihren Kinderschuhen an bei der einfachen Prototypherstellung bis zum aktuell wegweisenden technologischen Status begleitet.

„Die beliebtesten Materialien, die heute im Polymer AM verwendet werden – insbesondere für Produktionsteile – sind ULTEM™ (Polyetherimid oder PEI) für extrusionsbasierte Systeme und mit Kohlenstoff oder Glas verstärktes Nylon für Pulverbett-Fusions- (Sinter-) Systeme,“ sagte Bates. Bates fügte hinzu, dass die Popularität dieser Materialien durch ihre verbesserten Leistungsmerkmale gefördert werde.

„Eigenschaften wie verbesserter Schlag- und Wärmewiderstand und erhöhte Festigkeit und Steifigkeit sind für Branchen wie etwa die Automobilindustrie sofort von Vorteil. Eine kleine, aber spannende und für alle nachvollziehbare Anwendung ist in der Welt des Formel-1-Rennens. Dort werden verstärkte Nylonteile per 3D-Druck für die Rennwagen produziert.“

Mit Beginn des neuen Jahres tauchen auch neue Materialien in der Polymer-AM auf. Hierzu gehören unter anderem PEEK (Polyetheretherketon) und PEKK (Polyetherketoneketon). PEEK gilt als hoch entwickelte Biomaterial, das am häufigsten in medizinischen Implantaten verwendet wird, und PEKK ist ein halbkristalliner Thermoplast in der Polyaryletherketon (PAEK) -Familie mit hoher Hitzebeständigkeit, chemischer Beständigkeit und der Fähigkeit, hohen mechanischen Belastungen standzuhalten. Mit jedem neuen Material-Typ lernen AM-Anlagen, wie der AM-Prozess optimiert werden kann und wie noch hochwertigere Fertigteile produziert werden können.

Bates glaubt, dass weiterhin neue Materialien eingeführt werden, aber die aufregendsten Fortschritte im vergangenen Jahr lagen im Bereich der AM-Ausrüstungen. Der Einstieg von HP in die Industrie mit dem HP Jet Fusion ist insofern einzigartig, als dass er in der Lage ist, Polymer-Druckmaterialien während des Druckprozesses um neue Eigenschaften zu erweitern. Von sichtbaren Eigenschaften (Farbe) bis hin zu messbaren Eigenschaften (Stärke), hat die HP Maschine die Aufmerksamkeit und die Phantasie der AM-Industrie auf sich gezogen.

Eine weitere aufsehenerregende Technologie aus dem vergangenen Jahr ist der Carbon M1. Basierend auf SLA (Stereolithographie) -Verfahren produziert der Carbon M1 Teile, die nicht über die Alterungsmerkmale verfügen, die traditionell mit SLA-hergestellten Teilen verbunden sind. Der Carbon-Prozess, bekannt als CLIP (Continuous Liquid Interface Production), erzeugt Teile, die insofern den Spritzgussteilen ähnlicher sind, als dass die mechanischen Eigenschaften konsistent und vorhersehbar sind. CLIP ermöglicht dem Benutzer außerdem, Teile wesentlich schneller als mit dem aktuellen SLA- oder jedem anderen AM-Prozess zu erstellen.

Die Kombination neuer Werkstoffen und Druckverfahren in der Polymer-AM ermöglicht es den Herstellern, ihren gesamten Produktlebenszyklus zu überdenken - von der Planung über die Produktion bis hin zum Teileaustausch und zur Entsorgung. Es ist ein Umbruch, den ein Veteran der AM-Industrie wie Paul Bates nicht auf die leichte Schulter nimmt.

„Wenn ich gerade glaube, ich habe alles gesehen, was mit dieser Technologie möglich ist, gibt es einen weiteren Ingenieur, der die Messlatte noch höher legt. Luft- und Raumfahrt-, Medizin- und Automobilindustrie verändern sich dadurch. Ich bin total gespannt, was als nächstes kommt.“

Über Paul Bates

Paul Bates, Leitender AM Entwicklungsingenieur im Kompetenzzentrum für Additive Fertigung, ist ein branchenweit anerkannter AM-Veteran.

Um mehr über die Additive Manufacturing Services von UL zu erfahren, besuchen Sie bitte www.UL.com/AM.

 


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