Home 3D-Drucker TU Wien Forscher entwickeln Materialien und 3D-Drucker für additive Fertigung in Spritzgussqualität

TU Wien Forscher entwickeln Materialien und 3D-Drucker für additive Fertigung in Spritzgussqualität

Ein Forscherteam am Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie der Technischen Universität Wien, unter der Leitung von Professor Jürgen Stampfl, hat Materialien und 3D-Drucker zur Fertigung von Bauteilen mit optimierten mechanischen Eigenschaften sowie hervorragender Oberflächenqualität entwickelt. Diese neue Technologie stellt eine versprechende Alternative zum herkömmlichen Polymerspritzguss dar.

Die für die neuen Materialien eigens entwickelten 3D-Drucker basieren auf einer Kombination von Stereolithographie (SLA) und Digital Light Processing (DLP), bei denen photosensitives Harz mittels Licht ausgehärtet wird.

Der Drucker nutzt die Technologie der dynamischen Maskenbelichtung mittels DLP-Projektion (Digital Light Processing), die auch eine Adaptierung der Wellenlängen zulässt. Während bisher die gesamte auszuhärtende Struktur in einer Fläche simultan belichtet wurde, ermöglicht eine neue Entwicklung die Kombination mit einem Laser, der Flächen anstatt der DLP-Projektion zusätzlich abrastern kann. Der große Vorteil des SLA gegen- über anderen GF-Verfahren besteht in der hohen Auflösung, die durch den Einsatz des Lasers zusätzlich erhöht wird.

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Bild: TU Wien

Bislang konnten mit SLA und DLP Verfahren nur Duroplaste wie beispielsweise (Meth-)Acrylate und Epoxide verarbeitet werden. tu_wien_cellular_polymer_structureDas Forscherteam hat nun aber durch eine Modifikation des Harzsystems Materialien mit Eigenschaften entwickelt, die industriell eingesetzten Polymeren ähnlich sind. Sie sollen deren Schlagzähigkeit nicht nur erreichen sondern teilweise sogar übertreffen. Neben unterschiedlichen Keramiken können auch hochviskose Polymere am neu entwickelten 3D-Drucker mit einem Bauraum von 144 x 90 x 160 mm verarbeitet werden. Gedruckte Objekte weisen dabei eine Schichthöhe zwischen 15 und 100 µm auf. Die neu entwickelten Materialien ermöglichen es Bauteile mit höherer Schlagzähigkeit, Bruchdehnung und Wärmeformbeständigkeit als herkömmliche SLA-Materialien zu erzeugen.

Diese neue Technologie stellt eine viel versprechende Alternative zum herkömmlichen Polymerspritzguss für die Herstellung von mechanisch hochbelasteten Bauteilen dar. Gleich- zeitig bietet sie eine größere geometrische Gestal- tungsfreiheit sowie eine höhere Ressourceneffizienz.

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