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Schaum-3D-Druck Thermoplastschaum-Filamente mit sehr geringer Dichte entwickelt

Quelle: Pressemitteilung Fraunhofer ICT 1 min Lesedauer

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Fraunhofer-Institut für Chem. Technologie, ICT
Franke GmbH
Heraeus AMLOY Technologies GmbH
Bechtle PLM Deutschland GmbH

Um Schaumbauteile additiv im FDM-Verfahren zu fertigen, werden die eingesetzten Thermoplast-Filamente mit chemischen Treibmitteln beladen. Bisher erreichen die Schäume eine Dichte von 35 Prozent. Ein neues Filament-Herstellungsverfahren des Fraunhofer ICT verspricht jetzt Schaumdichten von fünf Prozent.

Aus Schaum könnte beispielsweise passgenaues Verpackungsmaterial gedruckt werden, das vor Transportschäden schützt.(Bild: Fraunhofer ICT)
Aus Schaum könnte beispielsweise passgenaues Verpackungsmaterial gedruckt werden, das vor Transportschäden schützt.
(Bild: Fraunhofer ICT)

Das Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT hat mittels Extrusion hergestellte Thermoplast-Filamente in einem neu entwickelten Verfahren mit Treibmitteln versetzt. Das Verfahren wurde bislang an dem vollständig biobasierten Kunststoff PLA, an teilweise biobasiertem Cellulose-Propionat (CP) und am erdölbasierten Polystyrol (PS) demonstriert.

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Die daraus hergestellten Schaumbauteile haben in ersten Versuchen auf handelsüblichen FDM-3D-Druckern zu Bauteildichten von bis zu 52 kg/m³ geführt. Das entspricht in etwa fünf Prozent der Dichte des Vollmaterials. Im Vergleich zum aktuellen Stand der Technik entspricht das einer Steigerung um nahezu Faktor zehn. Die Dichte des Schaums lässt sich dabei einfach über die Druckparameter (Temperatur, Vorschub, etc.) gezielt in einem weiten Wertebereich einstellen. Aufgrund des starken Aufschäumens des Bauteils während des Druckens auf das etwa 20-fache Volumen im Vergleich zum Vollmaterial, sind auch die volumenbezogenen Druckzeiten gegenüber einem gedruckten Vollmaterial deutlich reduzierbar, was die Wirtschaftlichkeit des Schaum-3D-Drucks weiter steigert.

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Am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA wurde darüber hinaus eine Verschlussdüse entwickelt, die den Materialfluss an vorgegebenen Stellen automatisch unterbricht.

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