Kürzlich haben Forscher am Fraunhofer IPA ein neues Verfahren entwickelt, das 3D-Druck und Gießen kombiniert: Beim Free Additive Casting (AFFC) wurde die Hülle des ersten Teils im FLM-Verfahren gedruckt und dann Es wird dann mit einem Zweikomponentenharz gefüllt, das spart Zeit, erhöht die Stabilität des Teils und ermöglicht das Bedrucken neuer Materialien.
Beim frei-inkrementellen Gießen werden einige Schalen mit FDM bedruckt und dann mit einem Zwei-Komponenten-Gemisch gefüllt. © Fraunhofer
Die additive Fertigung, auch bekannt als 3D-Druck, hat der Industrie eine Reihe von Vorteilen gebracht: IPA-Experte Jonas Fischer erklärte: "Sie geben die CAD-Daten eines Artefakts ein und Sie erhalten dann ein gedrucktes Teil." In kleinen Serien werden Modelle und Einzelteile schneller als Spritzguss hergestellt und sind effizienter. Außerdem können Sie einige komplexe Strukturen erstellen und einige Funktionen integrieren, natürlich gibt es einige Nachteile.
Die Aushärtung dauert nur drei Minuten
Der FLM-Prozess (Fused Deposition) ist derzeit der am weitesten verbreitete 3D-Druckprozess. Eine Düse kann eine parallele Linie drucken. Dadurch entstehen Lücken und Lücken. Jonas Fischer fügte hinzu: "Dieses Material ist Es ist nicht vollständig in Form von Formteilen.Dies bedeutet, dass die mechanischen Eigenschaften der Komponenten noch schlechter sind.Zusätzlich werden die Düsen bei dem FLM-Prozess separat auf jeder Etage angewendet.Um ein großes Bauteil zu bauen, braucht es eine lange Zeit. Der dritte Nachteil Ja, nur Kunststoffe, die beim Erhitzen weich werden (sogenannte Thermoplaste), können für den FDM-Druck verwendet werden, Duroplaste können nicht bedruckt werden.
Fraunhofer-Forscher haben nun einen Weg gefunden, diese Defizite auf ein Minimum zu reduzieren: Dazu kombinieren sie den Druckprozess mit dem Umformprozess: Im ersten Schritt wird das Bauteilgehäuse durch den FLM-Prozess hergestellt. Experten verwenden als Druckmaterial Polyvinylalkohol (PVA), ein wasserlösliches synthetisches Polymer, das anschließend automatisch mit präzise quantifizierten Polyurethan- oder Epoxidharzen gefüllt wird, mit Polyurethan dauert es nur drei Minuten. Wenn nötig, kann die Anzahl der Komponenten erhöht werden.Nachdem der Prozess abgeschlossen ist, teilweise gehärtet, wird er in ein Wasserbad gelegt.Das so erzeugte 3D-gedruckte Werkstück hat eine ähnliche Leistung wie dasGussteil.
Kleinteilefertigung ist möglich
Um das Füllmaterial in das Werkzeug zu injizieren, installierten die IPA-Forscher im 3D-Drucker eine spezielle Zwei-Komponenten-Materialdosiereinheit, so dass der gesamte Prozess - Bedrucken von Gehäuse und Befüllung - abgeschlossen werden kann und der Druckprozess nicht unterbrochen werden muss. Es kann vollständig digital gesteuert werden wie der traditionelle 3D-Druck.
IPA-Forscher haben die Machbarkeit dieses Prozesses bestätigt und mehrere Prototypen erstellt
Darüber hinaus erlaubt das Programm die Verwendung von Zweikomponentenharzen, die hitzebeständige Hülse kann als Baumaterial verwendet werden, und es ist möglich, Bauteile schneller herzustellen. "Jonas Fischer fügte hinzu:" Sie müssen nur das Gehäuse bedrucken - Gravitation ist möglich Der Rest der Arbeit. "Schließlich, wenn das Material vollständig gefüllt ist, wird die Stabilität dieser Elemente stark verbessert, so dass es keine Poren oder Poren geben wird.
Diese neue Methode eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungen und Industrien, so Fischer: "Sie kann zum Beispiel für elektrische Isolierungskomponenten wie Steckdosen verwendet werden. Auch Schäume und Polster, wie sie für die Sicherheit benötigt werden, gelten für diesen Prozess Grundsätzlich ist das freie additive Gießverfahren bevorzugt, wenn große und komplexe Komponenten in kleinen Mengen benötigt werden und zusätzlich zur Gewichtsreduktion beitragen.