Praxisorientierte Forschung

Bessere 3D-Objekte produzieren

Auf der diesjährigen Hannover Messe trafen sich die Kooperationspartner iGo3D und Institut für Polymertechnologien (IPT), um erste Arbeitsergebnisse zur Thematik Charakterisierung von Filamenten für den FDM (Fused Deposition Modeling) basierten 3D-Druckprozess auszutauschen.

Herstellung von Prüfkörpern für Biege- und Schlagbiegeversuche. (Bild: IPT)

Im Rahmen erster Materialuntersuchungen am IPT wurde das von iGo3D deutschlandweit vertriebene ABS-Filament von Innofil3D hinsichtlich verschiedener Eigenschaften geprüft. Die Charakterisierung der mechanischen Eigenschaften gedruckter Bauteile stand dabei im Mittelpunkt. Hierzu wurden spezielle Prüfkörper mit dem 3D-Drucker Ulitmaker hergestellt, bei denen Parameter wie Druckgeschwindigkeit und Schichtdicke variiert wurden.

In Zugversuchen wurden diese Prüfkörper dann bis zum Bruch belastet und Kenngrößen wie Elastizitätsmodul, Zugfestigkeit und Bruchdehnung ermittelt. Im Ergebnis zeigte sich, dass die Schichtdicke einen starken Einfluss auf die mechanischen Bauteileigenschaften hat. So erhöht sich die maximale Belastungsfähigkeit des Materials um fast 30 Prozent, wenn die Schichtdicke von 0,15 auf 0,04 Millimeter verringert wird. Demgegenüber steht allerdings eine deutlich längere Druckzeit.

Neben den mechanischen Eigenschaften ist das Fließverhalten der Filamentschmelze für den FDM-basierten 3D-Druckprozess von entscheidender Bedeutung. In aktuellen Arbeiten werden am IPT die Filamente hinsichtlich ihrer rheologischen Eigenschaften unter prozessnahen Verarbeitungsgeschwindigkeiten untersucht. Diese Ergebnisse bilden die Grundlage für künftige Materialentwicklungsprojekte mit dem Ziel der Realisierung höherer Druckgeschwindigkeiten bei gleicher oder besserer Bauteilqualität.

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