Home Forschung & Bildung Wissenschafter ermöglichen Hochgeschwindigkeits-3D-Druck mit MF3-System

Wissenschafter ermöglichen Hochgeschwindigkeits-3D-Druck mit MF3-System

Eine niedrige Bauzeit bei der additiven Fertigung durch Materialextrusion (MatEx) ist der Schlüssel zum wirtschaftlichen Druck großer Teile und größerer Losgrößen im industriellen Maßstab. Nun haben Forscher der Rutgers University und der University of Louisville ein Fused Filament Fabrication (FFF)-System entwickelt, das verschiedene Bereiche desselben Teils drucken kann, womit auch die Bauzeit reduziert wird.

Bei der Multiplexed-FFF, auch MF3 genannt, wird gleichzeitig mit mehreren FFF-Extrudern gedruckt, ohne dass jede Extruderbewegung einzeln gesteuert werden muss. Hierfür wird eine neue Werkzeugwegstrategie verwendet, die auf der Entdeckung des kontinuierlichen Filamentrückzugs und -vorschubs beruht.

„MF3 wird die Art und Weise, wie thermoplastische Kunststoffe gedruckt werden, verändern“, sagt der Hauptautor der Studie, Jeremy Cleeman. „Wir müssen noch weitere Tests durchführen, um die Festigkeit und das geometrische Potenzial der Teile, die wir herstellen können, zu verstehen, aber solange diese Elemente vorhanden sind, glauben wir, dass dies ein Wendepunkt für die Industrie sein könnte.“

MF3 kann nicht-periodische 3D-Strukturen, größere zusammenhängende Teile oder mehrere kleinere getrennte Teile oder eine Mischung aus beidem auf derselben Maschine drucken. Mit einer noch nie dagewesenen Kombination aus Durchsatz und Auflösung, ohne die Einschränkungen modernster Parallelisierungsmethoden.

Die Forscher haben für ihr Projekt ihr eigenes System entwickelt, um die Probleme bei bestehenden FFF-Technologien zu überwinden. Dieses bauten sie aus drei handelsüblichen Extrudern auf einem dreiachsigen kartesischen Portal.

Das Ergebnis der Forschung ist im Einklang mit den Stimmen aus der Industrie: Bestehende FFF-Technologien können und müssen weiterentwickelt werden, um die Additive Fertigung auch in industriellem Maßstab wirtschaftlich attraktiv zu machen.

Die Tests haben gezeigt, dass die Maschine die 2,5- bis 4-fache Auflösung von Big Area Additive Manufacturing (BAAM) produzieren kann, und mit dem Einbau weiterer Düsen dieser Prozess noch deutlich beschleunigt werden kann.

Bei den Tests erwies sich die Maschine als in der Lage, Teile mit der 2,5- bis 4-fachen Auflösung von BAAM zu produzieren, und mit dem Einbau weiterer Düsen könnte sie laut dem Team auch deutlich schneller sein. Bei weiteren Experimenten nutzten die Forscher ihre Werkzeugwegstrategie, um gleichzeitig große und kleine Teile auf demselben Bett zu drucken, wodurch sich die Vorlaufzeiten schätzungsweise halbieren ließen.

Mehr über die Rutgers University finden Sie hier, und mehr über die University of Louisville finden Sie hier.

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