Das in Ohio (USA) ansässige Unternehmen Cincinnati Incorporated (CI) gab in einer Pressemitteilung bekannt, dass es mit seiner BAAM-Maschine (Big Area Additive Manufacturing) recycelte Materialien für den 3D-Druck der bislang größten monolithischen Objekte aus mehreren Materialien verwendet habe. Die Demonstration hat erfolgreich bewiesen, dass der Druck von Multimaterialien in großem Maßstab mit recycelten Verbundwerkstoffen effektiv und wirtschaftlich durchgeführt werden kann.
In den letzten Jahren hat CI mit dem Oak Ridge National Laboratory des US-Energieministeriums zusammengearbeitet, um das BAAM-Druckgerät kontinuierlich zu verbessern und weiterzuentwickeln. Die ersten Forschungsarbeiten konzentrierten sich auf den Großdruck von Einzelmaterialsystemen, typischerweise kurzfaserverstärkten Polymeren.
Multimaterial-Extrusion von recycelten Materialien
Der großtechnische Mehrmaterialdruck wurde durch Modifikationen der BAAM-Maschine sowie ein neues Extruder-Design erreicht, das ein Dual-Feed-System unterstützt. Laut Alex Riestenberg, Produktmanager für additive Fertigung bei CI, kamen beim Probedruck mehrere und recycelte Materialien zum Einsatz.
Neben den ökologischen Vorteilen der Verwendung von recycelten Materialien gehören zu den Vorteilen der Multimaterial-Extrusion auch die leichte Kernstruktur, geringere Werkzeugkosten, eine einfachere Entfernung des Trägermaterials, eine lokalisierte Verstärkung bestimmter Bereiche sowie die Fähigkeit, verschiedene Materialien für verschiedene Merkmale des Bauteils zu verwenden und sogar die Farbe der einzelnen Teile des Druckobjektes zu ändern.
ORNL Materialwissenschaftlerin Vidya Kishore sagt dazu:
„Studien haben gezeigt, dass durch die Verwendung mehrerer Materialien innerhalb einer Struktur neue mechanische Reaktionen und Multifunktionalität erzielt werden können – beispielsweise leichte Strukturen mit maßgeschneiderten mechanischen Eigenschaften, weiche und starre Segmente innerhalb eines Teils oder etwa schlagfeste Strukturen.“
BAAM Multi-Material-System einzigartige Lösung auf dem Markt
Der Schlüssel zur Erreichung der oben genannten Ziele war das BAAM Multi-Material-System, das in Zusammenarbeit mit ORNL entwickelt wurde. Die Kombination des Materialzufuhr-Schaltmechanismus und des Materialmischers ermöglicht es, mit nur einem Extruder mit mehreren verschiedenen Arten von Materialien und Materialkombinationen innerhalb zu drucken.
Riestenberg sagt dazu:
„Das System enthält auch einen Materialmischer außerhalb des Maschinenrahmens, mit dem bestimmte Mengen verschiedener Materialien und Füllstoffe im laufenden Betrieb für bestimmte kundenspezifische Materialqualitäten gemischt werden können. Die BAAM ist die einzige Maschine, die für so etwas in der Lage ist – und das unterscheidet uns von unseren Mitbewerbern.“
