Kunststoff-3D-Druck Multimaterial-Druck mit Harzen

Redakteur: Simone Käfer

Infotech hat für den 3D-Druck mit Hochleistungsepoxidharzen von Delo eine vollautomatisierte Anlage konzipiert.

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Die Dosiereinheit des 3D-Druckers von Infotech kann mit drei verschiedenen Dosierventilen arbeiten.
Die Dosiereinheit des 3D-Druckers von Infotech kann mit drei verschiedenen Dosierventilen arbeiten.
(Bild: Infotech)

Durch parallele Dosierköpfe kann der 3D-Drucker von Infotech in einem Druckschritt unterschiedliche Materialien verarbeiten. Mit den Hochleistungsepoxidharzen von Delo ist damit das Fertigen von Bauteilen mit verschiedenen physikalischen Eigenschaftsbereichen möglich. Die Dosiereinheit des Druckers kann mit maximal drei verschiedenen Dosierventilen ausgestattet werden. Je nach Eigenschaften der Druckmedien und der zu dosierenden Strukturen können Anwender zwischen verschiedenen Ventilen wählen, wie Jetventilen, Zeit-Druck-Ventilen oder Schneckendosiersystemen. Jedes Ventil sitzt dabei auf einer separaten Vertikalachse.

Durch die parallel betreibbaren Dosierköpfe ist es möglich, innerhalb eines Druckvorgangs verschiedene Flüssigmaterialien zu kombinieren. Höchste Dosiergenauigkeit soll durch Linearachsen und deine integrierte Echtzeitsteuerung sichergestellt sein. Das Segmentieren der Struktur und das Zuweisen an die einzelnen Dosierventile wird im STL-Modell hinterlegt und von der Slicer-Software im Dosierpattern umgesetzt. Eine am Roboterkopf mitfahrende Kamera erkennt die exakte Dosierposition und dient gleichzeitig zum Kalibrieren des Dosiersystems.

Die Materialien werden im Druckprozess auf der Infotech-Anlage flüssig aufgetragen und mit UV-Licht ausgehärtet. Die effektiv aufgetragene Schichtdicke wird dabei mit einer berührungslosen Höhenmessung ermittelt. Damit kann bei Bedarf der Arbeitsabstand der Dosiereinheiten dynamisch korrigiert werden. Zum Aushärten fährt der in der Anlage montierte UV-Lampenkopf die zuletzt dosierte Kontur nach. Das Material erreicht damit sofort seine Endfestigkeit.

Die Harze für den 3D-Drucker

Eine gute Kombinierbarkeit und ein funktionaler Charkter sind das Besondere an den Epoxidharzen von Delo, sagt das Unternehmen selbst. Aufgrund ihrer ähnlichen chemischen Eigenschaften bauen die Druckmaterialien eine sehr gute Haftung zueinander auf und zeigen im ausgehärteten Zustand isotrope Eigenschaften in alle Druckrichtungen. Zudem bringen sie Funktionen wie Transparenz, Leitfähigkeit oder Flexibilität mit.

Mit den Delo-Materialien sollen sich Bauteile mit verschiedenen Funktionen zuverlässig drucken lassen – zum Beispiel Teile mit festen und flexiblen oder transparenten und schwarzen Bereichen. Strukturen mit Wandstärken von unter 500 µm könnten ebenso realisiert werden wie komplexe Strukturen mit Überhängen oder Hinterschneidungen.

Vollautomatisch und in bestehende Fertigungslinien integrierbar

Der gesamte Dosier- und Aushärtungsprozess läuft vollautomatisch ab, ebenso wie die Reinigung der Dosiernadel beziehungsweise der Flachdüse. Diese kann je nach Bedarf nach einer gewünschten Anzahl an Zyklen, Bauteilen oder nach einer definierten Zeitspanne ausgeführt werden.

Die Anlage, die auf Basis der IP-500 Desktop entwickelt wurde, ist als Standalone-Anlage nutzbar. Die identische Maschinenkonfiguration lässt sich problemlos in eine inlinefähige Dosierzelle übertragen. Es können auch Delo-Geräte wie Jetventile und LED-Aushärtungslampen verwendet werden.

Besonders geeignet ist die Anlage für die Prototypenentwicklung und das Fertigen von Kleinserien. Anwendungsbereiche für die mit Delo-Materialien gedruckten Bauteile finden sich vor allem in der Automobil- und Mikroelektronik, da die Materialien sehr temperatur- und medienbeständig sind und ähnliche Eigenschaften aufweisen wie Hochleistungskunststoffe.

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