Materialvielfalt als Schlüssel zur additiven Serienfertigung

Für die Entwicklung neuer Materialien ist es wichtig, diese sowohl an die geforderten Bauteileigenschaften anzupassen, als auch die Anforderungen der Verarbeitungsmaschine im Blick zu behalten. Markus Kaltenbrunner, Geschäftsführer EVO-tech GmbH

Verfügbare Materialien von EVO-tech

• PPS – Hochtemperaturkunststoff >200C°
• ASA – UV Beständig
• FRF – Flammhemmend
• ABS-ESD – elektrostatisch dissipativer Kunststoff
• PET – Lebensmitteltauglicher Kunststoff
• HIPS – Lösliches Stützmaterial
• PLA – Kompostierbares Biopolyme

Fused Filament Fabrication in der Serienfertigung

Die meisten unserer Kunden besitzen bereits einiges Wissen im Bereich der Additiven Fertigung und kommen mit ganz konkreten Aufganbenstellungen auf uns zu. Oftmals geht es darum, Bauteile die nur in geringen Stückzahlen (bis ca. 200 Stück) benötigt werden oder alte Bauteile, bei denen zum Beispiel die Formen nicht mehr verfügbar sind, kostengünstig additiv zu fertigen. Neben den Anforderungen an Oberflächenqualität und Maßgenauigkeit stehen meistens die Materialeigenschaften im Mittelpunkt. Deswegen bieten wir heute schon eine Vielzahl an Materialien an, die man auch aus den herkömmlichen Fertigungsverfahren wie Spritzguss kennt. Zum Beispiel ist es mit unserer additiven Fertigungsanlage EVOlizer möglich, UV-Beständige Bauteile für den Außeneinsatz aus ASA zu fertigen oder Hochtemperaturanwendungen von bis zu über 200° C mit dem PPS Druckmaterial umzusetzen.

Kundenspezifische Materialentwicklungen

Oftmals erfüllen jedoch die vorhandenen Materialien nicht alle benötigten Anforderungen und es ist notwendig kundenspezifische Entwicklungen durchzuführen. Hier kann die EVO-tech GmbH als österreichischer Entwickler und Produzent von Anlagen und Materialien wirksam unterstützen. Grundsätzlich folgt die Materialentwicklung dabei einem klar definierten Ablauf: Nach einer genauen Definition der Anforderungen mit dem Anwender, sowie der oftmals damit einhergehenden Anpassung des Bauteils hinsichtlich einer Fertigungsgerechten Konstruktion, beginnt erst die eigentliche Materialentwicklung. Gemeinsam mit Werkstofflieferanten und universitären Forschungseinrichtungen optimieren wir bekannte Kunststoffe aus der Extrusion für die additive Fertigung. Hierbei geht es vor allem darum den Kunststoff für die additive Fertigung anzupassen um zum Beispiel eine ideale Schichtverschweisung und damit eine hohe Zugfestigkeit zu erreichen. Dafür müssen verschiedene Additive (Rezeptierung) und Zuschlag- oder Füllstoffe (Compoundierung) in geeigneter Weise mit dem Basiswerkstoff kombiniert werden. Nach der Rezeptierung und Compoundierung müssen in großen Testserien die idealen Prozessparameter, bestehend unter anderem aus Düsentemperatur, Bauraumtemperatur, Schweißdruck u. v. m. empirisch ermittelt werden, bevor es an die Produktion der eigentlichen Bauteile geht. Je nach Komplexität der Anforderungen kann so eine Entwicklung zwischen einem halben Jahr und eineinhalb Jahre dauern. Eine sorgfältige Abstimmung zwischen Material und Prozessparameter ist Bedingung für zuverlässige Bauteileigenschaften.

Klare Prozesse nötig

Wir von der EVO-tech GmbH sind davon überzeugt, dass die Materialvielfalt in den nächsten Jahren sprunghaft steigen wird. Im Produktionsumfeld wird die Additive Fertigung künftig eine größere Rolle spielen und die Unternehmen müssen die Möglichkeiten, die ihnen daraus entstehen, in der Arbeitsvorbereitung genauso berücksichtigen, wie dies bei spanabhebenden Verfahren üblich ist. Um neue Materialien für eine mögliche Serienfertigung tauglich zu machen sind klar definierte Prozesse erforderlich. Diese müssen so schnell als möglich definiert werden und in die tägliche Arbeitspraxis eingeführt werden.