Voxelfill-Technologie verbessert Festigkeit von 3D-gedruckten Bauteilen

AIM3D hat eine neue Methode entwickelt, um die Festigkeit von 3D-gedruckten Komponenten zu verbessern. Die als Voxelfill bezeichnete Technik verspricht, die Anisotropie – unterschiedliche Materialeigenschaften in verschiedenen Raumrichtungen – zu reduzieren, die bei herkömmlichen 3D-Druckverfahren auftritt.

Clemens Lieberwirth, CTO von AIM3D, erklärt: “Mit Voxelfill erreichen wir 80% der Zugfestigkeit im Vergleich zum Spritzgussverfahren. Das ermöglicht den technischen Einsatz von 3D-gedruckten Teilen aus zertifizierten Pellets.”

Die Voxelfill-Strategie kombiniert Elemente des Spritzgusses mit dem 3D-Extrusionsdruck. Sie zielt darauf ab, nahezu isotrope Materialeigenschaften in allen Richtungen zu erzielen und gleichzeitig eine höhere Produktivität zu ermöglichen.

Testserien mit ungefüllten technischen Polymeren zeigten in der XY-Ebene mechanische Festigkeiten von 80% im Vergleich zum Spritzguss. Dies entspricht der doppelten Festigkeit gegenüber konventionellem 3D-Druck mit FDM-Druckern. Bei faserverstärkten Polymeren wird sogar eine noch höhere Festigkeitssteigerung erwartet.

Besonders bemerkenswert sind die Ergebnisse bei faserverstärkten Materialien. Tests mit PETG GF30 zeigten, dass Voxelfill-gedruckte Proben eine Zugfestigkeit von 40,7 MPa erreichten, verglichen mit nur 12,8 MPa bei konventionell gedruckten Proben.

Ein weiterer Vorteil der Voxelfill-Methode soll die Möglichkeit sein, Fasern in Z-Richtung auszurichten. Die Technologie eröffnet auch neue Möglichkeiten für Multimaterial-Lösungen. Durch selektives Füllen bestimmter Volumenkammern können Bauteilgewicht, Dämpfungseigenschaften und Elastizität gezielt beeinflusst werden.

Obwohl die Voxelfill-Proben hohe Zugfestigkeiten aufweisen, enthalten sie noch Poren im Bereich von <0,15 mm³. Durch weitere Optimierung der Fülldichte könnte eine noch höhere Zugfestigkeit und damit Isotropie erreicht werden.