Das Fraunhofer IWU aus Chemnitz in Sachsen hat im Jahr 2019 das SEAM-3D-Druckverfahren entwickelt und vorgestellt. Diese wurde auch beim Industrie-Großformat-3D-Drucker „SEAMHex“ verwendet, der kürzlich auf der Formnext zu sehen war und definitiv einen Blick wert ist. Wir stellen den interessanten SEAMHex 5-Achs-3D-Drucker einmal genauer vor.

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Das Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU hat im Jahr 2019 sein 8-mal schnelleres SEAM-3D-Druckverfahren für große Kunststoffbauteile vorgestellt. Auf der Formnext 2022 war der damit arbeitende 3D-Drucker SEAMHex zu sehen. Dieser soll neue Möglichkeiten für industrietaugliche 3D-Druck-Bauteile bieten, wie das Unternehmen Metrom in einem Artikel berichtet. Der SEAMHex 3D-Drucker basiert auf einer Plastifiziereinheit (Extruder) und auf einer 6-Streben-Parallelkinematik, mit der schnelle, hochdynamische Bewegungen mit Beschleunigungen von bis zu 10 m/s² und eine hohe Positioniergenauigkeit möglich sind.

Einer der weltweit schnellsten 3D-Drucker

Die Druckgeschwindigkeit des SEAMHex von bis zu 1 m/s, die durch die parallele Kinematik des Hexapods ermöglicht wird, macht ihn zu einem der weltweit schnellsten 3D-Drucker, wie Metrom in seinem eingangs erwähntem Artikel erklärt. Der 3D-Drucker kann mehrere Achsen gleichzeitig bewegen. Die Hexapod-Kinematik verleiht dem SEAMHex eine 5-Achsen- Druckfähigkeit. Außerdem kann diese bis zu 45° neigen und eine Torsionsbewegung von 20° durchführen. Der SEAMHex 3D-Drucker kann die Extrusionseinheit (Z-Achse) linear bewegen und so einen 6-Achsen-Druck realisieren.

Mit dem SEAMHex sind 3D-Drucke auf einem beheizbaren Druckbett mit einer Größe von bis zu 1.100 x 800 x 600 mm möglich und bis zu 15 kg Teilegewicht. Der 3D-Drucker ist für maximale Druckgröße und Teilegewicht ausgelegt, wodurch er sich für zahlreiche Anwendungen in der Luft– und Raumfahrt, der Medizintechnik oder der Automobilindustrie eignet.

3D-Drucker SEAMHex
Der SEAMHex (im Bild) funktioniert mit dem SEAM-3D-Druckverfahren (Bild © 1A Technologies).

SEAM-Einheit und Bypass-Modul

Die SEAM-Einheit wird von 1A Technologies aus Hartmannsdorf in Sachsen vertrieben. Der 3D-Drucker-Extruder SEAM ist eine Hochleistungs-Plastifiziereinheit für den 3D-Druck und kann verschiedene Kunststoffe, Elastomere, Polypropylen und sogar ein Polyamid 6 mit 40 % Kohlefaseranteil extrudieren. Der SEAM-Extruder kann bis zu 8 kg/h gedruckte Bauteilmasse erzeugen, wodurch Unternehmen bis zu 200-mal mehr an Materialkosten sparen. Das patentierte Bypass-Modul ist laut Metrom der bedeutendste Vorteil dieses 3D-Druckvorgangs. Damit lässt sich die Geschwindigkeit des Kunststoffflusses und die Menge des extrudierten Kunststoffs regulieren und eine konstante und konsistente Extrusionsrate und Dicke erreichen, selbst bei unterschiedlichen Materialien. Wird während des Drucks von Position zu Position gesprungen, dann hilft der Bypass auch hier, ohne dass Material aus der Düse fließt.

SEAM (Screw Extrusion Additive Manufacturing) Unit
Die SEAM (Screw Extrusion Additive Manufacturing) Unit (im Bild) wurde vom Fraunhofer Institut IWU erfunden (Bild © 1A Technologies).

Das SEAM-Bypass-Modul arbeitet äußerst materialeffizient. Es bietet eine größere Präzision und Kontrolle beim Extrudieren von Kunststoff. Das aus dem Bypass austretende Material muss entsorgt werden, was jedoch berücksichtigt wurde, da das ausgeworfene Material sofort granuliert und wiederverwendet werden kann. Das gesamte SEAM ist ein geschlossener, äußerst ressourceneffizienter und umweltfreundlicher Kreislauf.

Video zum 5-Achs-3D-Druck mit SEAM

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