Additive Manufacturing
Prototypen, Kleinserien und Messemodelle aus KunststoffNeben Spritzguss, Extrusion, dem Faserspinnen und der Folienherstellung bildet das additive Fertigen von Kunststoffteilen einen Forschungsschwerpunkt am TITK. Additive Manufacturing (AM) – umgangssprachlich 3D Druck genannt – baut dabei Objekte auf, indem dünne Schichten geschmolzenen Kunststoffs Schicht für Schicht additiv übereinander abgelegt werden und anschließend erstarren.
Zum Einsatz kommt der industrielle 3D-Druck dort, wo individualisierte Teile in geringen Mengen benötigt werden. Das bekannteste Beispiel sind Prototypen oder Implantate in der Medizin. Das Drucken von Werkzeugformeinsätzen ermöglicht die Herstellung preiswerter Kleinserien in Spritzgussmaschinen. Multimaterialanlagen ermöglichen den Druck funktionalisierter Bauteile. So können elektrische Leiterbahnen in drei Dimensionen gedruckt, Fasern zur Festigkeitssteigerung eingelagert oder Objekte mit antibakteriellen Oberflächen generiert werden.
Forschung und Dienstleistungen im Bereich der additiven Fertigung
Das in Deutschland einmalige Angebot des TITK umfasst den Auftragsdruck, die Lohnfertigung von additiv hergestellten, 3D gedruckten Kunststoffteilen sowie die Materialforschung.
Materialien
- Kunststoffsynthese
- Modifizierung / Compoundierung (z.B. flammgeschützt, elektrisch leitfähig, aktiv kühlend, wasser-löslich, transparent oder flexibel)
- Filamentherstellung
- Drucken - in neuen Laboren mit folgenden Geräten:
- Stratasys Fortus 380mc
- F&B rapid production MetalBro 400 V2
- F&B rapid production Pro3digy
- Markforged Mark One
- Kühling&Kühling HT500 u.v.a.
- Laserscannen - zertifiziertes Messmittel Creaform Handyscan 300
- Veredelung - z.B. Oberflächenglättung, Metallbedampfung, Beflockung (Fell), Steigerung der mechanischen Festigkeit
- ergänzt wird das Prototyping durch herkömmliche spanende Verfahren, wie zum Beispiel das Fräsen - hier kommt eine 5-Achs-Fräse DMG Mori DMU 50 zum Einsatz
Messen & Prüfen
- Ermittlung Ihrer optimalen Druckeinstellungen (Druckgeschwindigkeiten und Düsentemperaturen,
Bauraum- und Heizbetttemperaturen, Bridgingvermögen) - Bestimmung Ihrer Werkstoffeigenschaften (Schichtenhaftung, Verzug, Wärmeformbeständigkeit, Schlag- und Kerbschlagzähigkeiten, Brandschutzklasse)
- Prüfung Ihrer Filamente (Lebensmittelkontaktzulassung EU10/2011, Spielzeugeignung DIN EN71-3, Trinkwasser-
eignung KTW, Flammschutz, UL Normen)
Technologiemarketing
- Alleinstellungsmerkmale - USP für Ihre Produkte
- Consulting & Vermittlung von Industriekontakten
- Gestaltung von Werbematerialien, auf Ihre Zielgruppen abgestimmt
Forschung
Die Einarbeitung aktiver Kühlfunktionen, elektrischer Leiterbahnen oder von Endlosfasern ist eine Kompetenz des TITK, ebenso die Nachbehandlung additiv gefertigter Teile. Dazu gehören neben den Verfahrensschritten zur Steigerung der mechanischen Festigkeit die Glättung der Oberflächen, das Beflocken (Fell) oder das Bedampfen mit Metallen wie Aluminium oder Gold.
Schwerpunkt der Forschung bildet das FDM Verfahren. Dieses Verfahren bietet unter den gängigen additiven Fertigungsverfahren bei relativ niedrigen Kapitalkosten die höchste Materialvielfalt. Das gesamte Spektrum thermoplastischer Werkstoffe vom weichen TPE, über hochgefüllte Compounds, bis zum Hochtemperaturthermoplast PEEK wird verarbeitet.
Zur besseren Verarbeitbarkeit von Materialien und zur Funktionalisierung von Bauteilen werden Materialien innerhalb einer Synthese chemisch modifiziert, oder in Extrudern vermischt (compoundiert). Die mechanische Festigkeit und die elektrische Leitfähigkeit innerhalb einer aufgetragenen Schicht unterscheiden sich zu den Werten senkrecht zur Schicht. Am TITK wird erforscht, wie Materialien modifiziert und Druckprozesse angepasst werden müssen, damit Bauteile gleichförmige (isotrope) Eigenschaften besitzen.