Lasersinter-Werkstoff Neue thermoplastische Polyurethane für das Lasersintern

Bayer MaterialScience entwickelt gemeinsam mit der Solid Composites GmbH thermoplastische Polyurethan (TPU)-Pulver für das selektive Lasersintern. Das Start-up-Unternehmen soll eine Markenlizenz erhalten, um die neuen Hightech-Werkstoffe unter dem Namen Desmosint zu vertreiben.

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Bisher waren für das selektive Lasersintern hauptsächlich weiche, elastische Materialien und harte Thermoplaste wie Polyamide kommerziell erhältlich. Die neuen TPU-Produkte schließen mit ihrer hohen Zähigkeit, Elastizität und Festigkeit eine Lücke zwischen diesen Werkstoffklassen. Erster Vertreter der neuen TPU-Klasse ist Desmosint X 92 A-1. Einer seiner Vorteile ist, dass der Bauraum, in dem das TPU schichtweise verarbeitet wird, nur auf 80 °C temperiert werden muss - im Gegensatz etwa zu Polyamid, das knapp unterhalb seiner Schmelztemperatur verarbeitet wird. Da das Beheizen des Bauraums einen Großteil der Gesamtenergiekosten ausmacht, lassen sich auf diese Weise deutliche Energieeinsparungen erzielen. Laut Bayer MaterialScience neigt das TPU kaum zum Verzug, so dass der Sinterprozess sehr stabil verläuft. Zudem altert das nicht gesinterte Pulver im Bauraum nicht, so dass es vollständig für den nachfolgenden Bauprozess einsetzbar ist.

Keine Werkzeuge und Formen notwendig

Beim selektiven Lasersintern wird das Formteil ausgehend von seinen Konstruktionsdaten aus thermoplastischem Pulver aufgebaut. Geführt von CAD-Software, schmilzt ein Laser ein immer wieder erneuertes Pulverbett an den Stellen auf, wo das Bauteil entstehen soll. Auf diese Weise wächst das Formteil Schicht für Schicht heran. Das Verfahren kommt ohne Werkzeuge und Formen aus, was beträchtliche Kosteneinsparungen ermöglicht. Außerdem lassen sich im Gegensatz zum Spritzguss selbst bei komplexen Geometrien Formteile mit Hohlräumen und Hinterschnitten darstellen.

Einsatzpotenzial auch in der Großserienfertigung

Das selektive Lasersintern zeichnet sich durch große Designfreiheit aus und bietet sich besonders für das "Additive Manufacturing" von Klein- und Kleinstserien an - so etwa bei der Fertigung von Komponenten wie Gehäuseteilen, Bälgen und Schläuchen für Oberklasse- und Luxuslimousinen. Auch zur Fertigung von individualisierten Bauteilen wie etwa orthopädischen Schuheinlagen, Sportschuhen, Helmen und Prothesen eignet sich das Verfahren beim Einsatz der TPU-Produkte sehr gut. "Die Technologie könnte sich darüber hinaus in der Großserienfertigung bewähren - insbesondere dann, wenn die Teilegeometrien sehr filigran und die Kosten für die Spritzgießwerkzeuge hoch sind. In solchen Fällen kann der Einsatz mehrerer Sinteranlagen kostengünstiger sein", erläutert Marcus Rechberger, Geschäftsführer von Solid Composites. Am Ende der Nutzungsdauer ist der Kunststoff voll recyclingfähig. (qui)

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