Das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) von der TU Dresden hat sein Innovationslabor für generative Fertigung eröffnet. Das Wissenschaftlerteam des ILK fertigte dort einen System-Druckkopf für die Verarbeitung von Verstärkungsfasern aus Hybridgarn mit Hilfe des 3D-Druckverfahrens. Der Druckkopf wird ab sofort im neuen Innovationslabor des ILK eingesetzt.

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Das Schmelzschichtverfahren (FDM) zählt zu den erfolgreichsten Verfahrenstechniken der additiven Fertigung. Jedoch sind durch die Verwendung unverstärkter Thermoplasten die strukturellen Eigenschaften eingeschränkt. Nach Angaben des ILK ist der neuartige Druckkopf dazu in der Lage, kommerzielle Hybridgarne im 3D-Druck verarbeiten zu können und 3D-Objekte mit einem hohen Faservolumengehalt zu fertigen.

Das Ausgansmaterial für den 3D-Druck am ILK ist ein Hybridgarn, welches aus Glasfasern und Polypropylen besteht. Zusammen dienen diese als Verstärkungs- und Matrixkomponente, womit endlosfaserverstärkte Strukturen mit einem Faservolumenanteil von 35 Prozent gedruckt werden können. Im Rahmen von Versuchen konnten die Forscher aus Dresden bereits wichtige elastische Kennwerte und Festigkeiten ermitteln. Eine Modellierungsstrategie zur Auslegung der neuen Werkstoffe wurde ebenfalls erarbeitet.

Komplexe Bauteile sollen mit dem neuen Verfahren günstig und effizient hergestellt werden können. Die gedruckten Bauteile sollen zugleich hohen mechanischen Beanspruchungen standhalten. Der Faserdrucker des ILK fertigte schon erste Demonstrationsteile, wie Zugstreben und Biegeträger, die zugleich getestet wurden.

Wie das ILK berichtet kann der Leichtbau durch bionischen Verstärkungsstrukturen, Multimaterial-Design und maßgeschneiderter Faserverbundtechnologie von der generativen Fertigung profitieren.

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