Thüringische Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung startet 3D-Druckzentrum

Im Rahmen eines Workshops der „RUDOLSTÄDTER KUNSTSTOFFTAGE“ stellte das Thüringische Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V. (TITK) eine Anlage für den pulverbasierten 3D-Druck vor. Damit können die Forschungsaktivitäten auf dem Gebiet der additiven Fertigung deutlich ausgebaut werden. Das Druckzentrum kostete knapp 250.000 Euro und wurde dank des Thüringer Corona-Sonderförderprogramms „FuE-Schub“ für wirtschaftsnahe Forschungseinrichtungen möglich.

Das am TITK ansässige 3D-Druck-Kompetenzzentrum Rudolstadt arbeitete bisher mit dem sogenannten FDM-Verfahren. Bei dieser 3D-Druck-Technik werden Objekte Schicht für Schicht im Extrusionsverfahren aufgebaut. Diese Technik sieht man bei den meisten Desktop-Druckern und preislich gibt es sehr günstige Modelle.

Bei der neuen Maschine handelt es sich um einen industriellen 3D-Drucker, der auf das selektive Lasersintern (SLS) gesetzt. Hierbei wird in einem Pulverbett mit einem Laserstrahl das Material Schicht für Schicht verschmolzen. Da immer wieder ein neues Pulverbett darüber aufgetragen wird, sind hierbei keine zusätzlichen Stützmaterialien nötig, die man anschließend wieder herauslösen müsste.

„Ausgehend von unserer Historie und der langjährigen textilen Kompetenz unseres Hauses haben wir zunächst nur Filamente für den 3D-Druck genutzt und erforscht“, erläutert Patrick Rhein, Leiter der Forschungsgruppe Additive Fertigung. „Mit der Anlage zum selektiven Lasersintern ist es uns jetzt möglich, auch thermoplastische Pulver einzusetzen und weiterzuentwickeln.“

In Sachen 3D-Druck kehrt damit endgültig Industriestandard am TITK ein, der sich nicht nur zur Prototypenentwicklung, sondern auch für den Nachweis einer Prozessfähigkeit eignet. Mit der SLS-Anlage lassen sich Teile mit einer Kantenlänge von bis zu 45 Zentimetern herstellen. Zudem werden technisch relevantere Werkstoffe verarbeitet, so etwa Polypropylen (PP), Polyamid (PA) oder Thermoplastische Polyurethane (TPU), während man vom filamentbasierten Druck vor allem amorphe Werkstoffe wie ABS und PLA kennt.

„Mit der neuen SLS-Anlage können wir unsere Arbeit nun thematisch erweitern“, sagt Teamleiter Patrick Rhein. Das Pulverdruck-Verfahren brauche zwar in der Regel eine längere Vorbereitung, sei aber letztlich deutlich schneller. Zudem handele es sich beim Druckzentrum am TITK um eine offene Anlage, das heißt sämtliche Parameter können selbst bestimmt und voreingestellt werden. „So haben wir alle Möglichkeiten, um gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft neue Materialien zu entwickeln und zu erproben“, freut sich Rhein. Denn das Angebot an Ausgangsstoffen für das Pulverdruckverfahren sei aktuell noch recht überschaubar. In Forschungskooperationen sollen nun beispielsweise Zusatzstoffe für Pulverisierungsverfahren getestet werden, um bei der additiven Fertigung etwa eine höhere Wärme- oder elektrische Leitfähigkeit sowie Flammschutz oder verbesserte Steifigkeit zu erzielen.

Der Artikel basiert auf einer Pressemeldung des TITK.