Pulverentwicklung für den 3D-Druck

Mehr als nur Vermahlung

Dressler liefert mit optimalem Pulverdesign und optionaler Additivierung kryogenvermahlener Pulver einen Turbo für den 3D-Druck. Die Ziele: gute Rieselfähigkeit, hohes Schüttgewicht, optimale Fließfähigkeit und Reduzierung des Cakings um bis zu 90 Prozent auch bei erhöhten Temperaturen.

Dressler designt und fertigt im hauseigenen Technikum Polymerpulver für 3D-Druck und ähnliche Fertigungsverfahren. © Dressler

Der 3D-Druck wird immer mehr ein Fertigungsverfahren im industriellen Maßstab. Für diese positive Entwicklung sind zum einen die Automatisierung und Standardisierung entlang der Prozesskette verantwortlich, ganz besonders aber die Entwicklung neuer Materialien. Damit diese anspruchsvollen Materialien überhaupt gedruckt werden können, müssen sie pulverisiert werden – die Spezialität der Dressler Group (DG).

Die Firmengruppe designt und fertigt für ihre Kunden im hauseigenen Technikum hochwertige, bei Bedarf additivierte Polymerpulver mit optimaler Partikelgrößenverteilung für 3D-Druck und ähnliche Fertigungsverfahren. Maßgebliche Erfolgsfaktoren seien hier neben der Forschungs- und Entwicklungsarbeit und der Produktion vor allem das Verständnis der Kundenanforderungen an die Pulver, so das Unternehmen.

Dabei achtet DG darauf, dass Kunden auf Wunsch laufend in alle Entwicklungs- und Fertigungsschritte eingebunden werden können. So können (Zwischen-)Ergebnisse kontinuierlich überprüft und gegebenenfalls Änderungen vorgenommen werden. Kunden bekommen dadurch die für sie genau richtigen Pulver in jeder gewünschten Menge, auf Wunsch mit auditsicherer Dokumentation. Durch maßgeschneiderte Pulver kann DG ihren Kunden auch den erstmaligen Markteintritt in den 3D-Druck ermöglichen.

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Was ein optimales Pulver ausmacht

Die Pulvereigenschaften können nicht nur durch bestimmte Mahlverfahren und Fertigungsprozesse optimiert werden, sondern zusätzlich durch eine individuelle Additivierung. Neben der Menge des Additivs sind die Eigenschaften maßgeblich. Zu berücksichtigen sind etwa die Matrixstruktur, die spezifische Oberfläche und die chemische Oberflächenmodifikation, da sie die prozessrelevanten Pulvereigenschaften erheblich beeinflussen. Das Ziel sei immer, optimale Pulver durch geringstmögliche Additivmengen zu erreichen – und nicht in jedem Fall seien Additive überhaupt nötig.

Aktuelles Entwicklungsprojekt

Ein aktuelles DG-Entwicklungsprojekt: Das Pulverdesign eines thermoplastischen Polyurethan-Elastomers für den kommerziellen Einsatz im selektiven Lasersintern. DG als Pulverdesigner hat mit Evonik als Additivspezialisten, langjährigem Kunden und Partner gemeinsam eine Additivierung erarbeitet, um komplex interagierende Pulvereigenschaften wie beispielsweise Caking und Koaleszenz im gegenseitigen Einklang zu erreichen. Essenzielle Pulvereigenschaften sind dabei eine gute Rieselfähigkeit und ein hohes Schüttgewicht. Damit wird ein homogener Pulverauftrag erreicht, der die Grundvoraussetzung für die Fertigung dichter Bauteile mit hohen mechanischen Eigenschaften darstellt.

Durch die Zugabe von Additiven mit geeigneter Oberflächenmodifikation wird das Pulver fließfähig. Zugleich steigt das Schüttgewicht um rund ein Drittel,
und das Caking des Materials bei erhöhten Temperaturen wird um bis zu 90 Prozent reduziert. Und: Die Wiederverwendbarkeit des überschüssigen Pulvers nach dem Baujob wird sig-nifikant erhöht – weitere Vorteile in puncto Effizienz, Ressourcenschonung und Nachhaltigkeit, so DG.

Damit liefere man quasi nebenbei das, was die Wertschöpfungskette in der additiven Fertigung zunehmend fordere: eine standardisierte Qualitätssicherung und effizientere Prozessschritte, freut sich die Unternehmensgruppe.
Anwendungsspezifische Pulvereigenschaften erleichtern die Einstellung geeigneter Maschinenparameter und beschleunigen den Einstieg in die kommerzielle Serienproduktion. Gleichzeitig sind konsistent hochwertige und individuell designte Polymerpulver die Grundlage für hohe Qualität im 3D-Druck entlang der Prozesskette.

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