Additive Fertigung auf Kompositbasis soll in der Mainstream-Produktion Fuß fassen

Die additive Fertigung auf der Basis von Verbundwerkstoffen scheint kurz vor dem Durchbruch als “Mainstream”-Produktionsmethode zu stehen, so ein neuer Bericht über bahnbrechende 3D-Drucktechnologien.

Zwar werden Verbundwerkstoffe schon seit einigen Jahren in herkömmlichen FDM-3D-Druckanwendungen eingesetzt, doch Fragen zu Geschwindigkeit, Kosten und maximalem Bauvolumen haben einer Masseneinführung im Wege gestanden.

Das Aufkommen der neuen “Langfaser”-Technologie wird die Branche jedoch voraussichtlich umkrempeln und den Weg für eine weit verbreitete Einführung ebnen. Dies geht aus dem Bericht Printing the Impossible” hervor, einem neuen Bericht über die additive Fertigung mit Verbundwerkstoffen (CBAM), der von Ricoh 3D und Impossible Objects gemeinsam verfasst wurde.

Die CBAM-Technologie verwendet ein Kohlenstoff- oder Glasfaserverfahren – eine Form des pulverbasierten Endlosfaserdrucks – zur Herstellung von flächigen, faserverstärkten Teilen, die durch thermoplastische Polymere wie PEEK und PA12 miteinander verschmolzen werden. Die langen Fasern im Verbundwerkstoff verstärken das Material, ähnlich wie Spannstahl in Stahlbeton.

Die Studie Printing the Impossible bietet nicht nur eine eingehende Analyse des CBAM-Prozesses, sondern untersucht auch, wie die Reduzierung der Zykluszeit durch CBAM – in einigen Fällen um mehr als das Zehnfache im Vergleich zum herkömmlichen 3D-Druck – den Energieverbrauch senken und einen nachhaltigeren Ansatz für die additive Fertigung fördern kann.

Mark Dickin, Engineering Manager bei Ricoh 3D, kommentiert: “Im Vergleich zu Kurz- oder Schnittfasermaterialien ermöglichen die CBAM-Langfaserplatten das Drucken voll funktionsfähiger und hochfester Punktmerkmale mit gleichmäßig verteilten Fasern. PEEK und PA12 werden entweder mit Kohlenstofffasern oder Glasfasern kombiniert, um flache, lineare Teile mit gefiederten Kanten zu erhalten, die unter Rotationskraft zusammenhalten.

Ein großartiges Beispiel dafür, dass die CBAM Langfasertechnologie herkömmliche 3D-Druckmaterialien übertreffen kann, ist die Herstellung von Tragflächen, wie z. B. Flugzeugflügeln und Leitwerken, sowie von Propellerblättern für Drohnen und Schiffe. Der derzeitige 3D-Druck kann einfach nicht das für diese Anwendungen erforderliche Maß an Präzision und Materialstärke bieten. CBAM kann jedoch stärkere, leichtere Tragflächen in komplexeren Designs herstellen und schwerere Materialien wie Aluminium ersetzen.”

Der Bericht enthält auch eine Reihe von Fallstudien, in denen der Einsatz der CBAM-Technologie die Hindernisse überwunden hat, die beim Einsatz von Verbundwerkstoffen in herkömmlichen 3D-Druckanwendungen häufig auftreten, darunter Beispiele aus den Bereichen Automobil, Unterhaltungselektronik und Hochleistungssport.

Mark fasst zusammen: “CBAM ist eine faszinierende Entwicklung in der Welt des 3D-Drucks. Das Potenzial für Hersteller, ihr Angebot zu erweitern und in neue Bereiche vorzudringen, liegt auf der Hand. Doch wie bei jeder neuen Technologie ist die frühe Einführung nicht ohne Risiko.

Mit einer klaren Nachfrage nach den leistungsfähigeren Teilen, die mit CBAM hergestellt werden können, und einer soliden Umsetzungsstrategie kann dieses Risiko jedoch gemindert werden, so dass sich die Technologie als lebensfähiger, nachhaltiger und kosteneffektiver Mainstream-Produktionsprozess etablieren kann. Wir hoffen, dass Printing the Impossible Herstellern und Forschungseinrichtungen einen Denkanstoß zu den neuesten Fortschritten im 3D-Druck gibt und letztlich einen Ausblick auf die Zukunft der Fertigung ermöglicht.”

Um ein Exemplar von Printing the Impossible herunterzuladen, klicken Sie bitte hier.

Ricoh 3D veranstaltet außerdem am Donnerstag, den 20. Oktober, ein kostenloses Webinar, das die Integration von CBAM in breitere Fertigungsprozesse untersucht. Um sich anzumelden, klicken Sie bitte hier.

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