Am 4. November 2021 fanden im Thüringische Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V. (TITK) in Rudolstadt nach eineinhalb Jahren Corona-bedingter Pause die RUDOLSTÄDTER KUNSTSTOFFTAGE 2021 statt. Dabei stellte das TITK seine neue Anlage für den pulverbasieren 3D-Druck vor, wie es dem 3D-grenzenlos Magazin in einer Pressemitteilung berichtete. Das Institut möchte damit seine Forschungsaktivitäten auf dem Gebiet der additiven Fertigung ausbauen. Das 250.000 Euro teure 3D-Druckzentrum wurde über des Thüringer Corona-Sonderförderprogramm finanziert. Im Frühjahr erhielt das TITK eine Investition in Höhe von 550.000 Euro für ein SLS-3D-Druck-Zentrum. Bisher arbeitete das am TITK ansässige 3D-Druck-Kompetenzzentrum im Landkreis Saalfeld-Rudolstadt nur mit dem FDM- bzw. FFF-Verfahren.
Patrick Rhein, Leiter der Forschungsgruppe Additive Fertigung, erläutert in einer Mitteilung an das 3D-grenzenlos Magazin:
„Ausgehend von unserer Historie und der langjährigen textilen Kompetenz unseres Hauses haben wir zunächst nur Filamente für den 3D-Druck genutzt und erforscht. Mit der Anlage zum selektiven Lasersintern ist es uns jetzt möglich, auch thermoplastische Pulver einzusetzen und weiterzuentwickeln.“
SLS-3D-Druck am TITK
Beim Selektiven Lasersintern (SLS) wird ein Pulverbett angelegt und erhitzt. Laserstrahlen verschmelzen bzw. sintern das Material hochgenau und Schicht für Schicht. Stützmaterialien, die man anschließend wieder herauslösen müsste, sind dabei nicht nötig. Die Festigkeit der Produkte ist deutlich höher. In Sachen 3D-Druck kehrt damit endgültig Industriestandard am TITK ein, der sich nicht nur zur Prototypenentwicklung, sondern auch für den Nachweis einer Prozessfähigkeit eignet.
Die SLS-Anlage erlaubt die Fertigung von Teilen mit einer Kantenlänge von bis zu 45 Zentimetern. Es werden technisch relevantere Werkstoffe verarbeitet, so etwa Polypropylen (PP), Polyamid (PA) oder Thermoplastische Polyurethane (TPU). Beim filamentbasierten Druck kommen vor allem ABS oder PLA zum Einsatz. Das Pulverdruckverfahren braucht zwar in der Regel eine längere Vorbereitung, ist aber letztlich deutlich schneller. Die offene Anlage am 3D-Druckzentrum am TITK ermöglicht es, sämtliche Parameter selbst zu bestimmen oder voreingestellt werden.
Rhein freut sich:
„So haben wir alle Möglichkeiten, um gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft neue Materialien zu entwickeln und zu erproben.“
Weitere Pläne des TITK
Das Angebot an Ausgangsstoffen für das Pulverdruckverfahren ist aktuell noch recht überschaubar. In Forschungskooperationen sollen nun beispielsweise Zusatzstoffe für Pulverisierungsverfahren getestet werden, um bei der additiven Fertigung etwa eine höhere Wärme- oder elektrische Leitfähigkeit sowie Flammschutz oder verbesserte Steifigkeit zu erzielen.
Am Workshop stellte das TITK die Vor- und Nachteile von filamentbasiertem und pulverbasiertem 3D-Druck gegenüber. Dabei wurde es von renommierten Maschinenherstellern, Materialanbietern, Forschungseinrichtungen und Anwender aus der Industrie unterstützt. Teilnehmer konnten außerdem einen Blick in die Labore und Technika des Forschungsinstituts werfen.
