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3D-Druck Additive Fertigung und lastpfadgerechte Kohlefaserverstärkung kombiniert

Redakteur: Dipl.-Ing. Dorothee Quitter

Cikoni vereint mit der neuen Technologie Additive Carbon die Gestaltungsfreiheit des 3D-Drucks mit der Performance von Carbon.

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Cikoni TGU - TTI GmbH
ISD Software und Systeme GmbH
GWJ Technology GmbH
BMF Boston Micro Fabrication
Die kombinierte Nutzung von additiver Fertigung und lastpfadgerechter Kohlefaserverstärkung erlaubt durch die Hybridisierung einen extrem hohen Leichtbaugrad.
Die kombinierte Nutzung von additiver Fertigung und lastpfadgerechter Kohlefaserverstärkung erlaubt durch die Hybridisierung einen extrem hohen Leichtbaugrad.
(Bild: Cikoni)

Die additive Fertigung erlaubt eine nahezu uneingeschränkte Gestaltungsfreiheit. Jedoch kommen die Werkstoffkennwerte bisher nicht an die hohen Belastbarkeiten von Carbon heran. CFK spielt seine Stärken vor allem dann aus, wenn die Belastung entlang der Fasern stattfindet. Additive Carbon erlaubt durch einen kombinierten und vollautomatisierten Ansatz die Realisierung von Hybridkonstruktionen, in denen die Kohlefaserverstärkung unmittelbar den Lastpfaden folgt und die additiv gefertigte Grundstruktur als druckabsorbierende Stütze dient.

In der additiven Fertigung gilt dabei bisher, dass größere Bauvolumina höhere Fertigungskosten und zudem lange Herstellungszeiten nach sich ziehen. In der klassischen Compositefertigung wiederum addieren sich Werkzeugkosten, ineffiziente Materialausnutzung und Verschnitt zu hohen Gesamtkosten auf. Additive Carbon setzt hier an, um die Einschränkungen beider Technologien durch eine zielgerichtete Hybridisierung gegenseitig aufzuheben : Die Kohlefaserverstärkung reduziert das notwendige Bauvolumen des 3D-Drucks und die additiv gefertigte Grundstruktur macht ein separates Fertigungswerkzeug beim robotergestützten 3D-Wickeln überflüssig. Eine Symbiose, die sich nicht zuletzt auf der Kostenseite deutlich positiv auswirkt.

Interessant wird das Verfahren vor allem dort, wo sich Leichtbauanforderungen mit hoher Bauteilvarianz paaren. So erlaubt der Einsatz im Maschinenbau höhere Produktivität, in der Medizintechnik individuelle Prothesen und in der Luftfahrt ultraleichte Strukturen. Damit sich das Verfahren auch in kostensensiblen Bereichen durchsetzen kann, haben die Cikoni-Ingenieure zudem ein Baukastensystem mit hybridisierten Spritzguss- und Metallbauteilen entwickelt, aus denen sich Strukturen modular konfigurieren lassen. (qui)

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