Auf der JEC World 2024 in Paris hat das japanische Unternehmen Toray Engineering seine Neuheiten zum 3D-Druck vorgestellt. Ihre neueste Maschine, spezialisiert auf das Drucken von faserverstärkten Bauteilen, verspricht eine interessante Innovation in der Herstellung von Composite-Materialien. Dank der neuartigen „Core-Shell-Methode“ können nun isotrope Bauteile erzeugt werden, die in allen Richtungen gleichmäßige Festigkeit und Steifigkeit aufweisen, wie „VDI Nachrichten“ berichtet.
Die Herausforderung der Anisotropie
Traditionell gefertigte 3D-Druckobjekte leiden unter Anisotropie – einer variierenden Festigkeit und Steifigkeit, bedingt durch den horizontalen Schichtaufbau der Druckmaterialien. Dies beeinträchtigt die mechanische Stabilität entlang der Z-Achse und stellt eine erhebliche Einschränkung für die Einsatzmöglichkeiten von 3D-gedruckten Bauteilen dar.
Die Lösung durch Core-Shell-Methode
Toray Engineering, ein Unternehmen aus Tokio, das 1960 gegründet wurde, präsentiert nun eine innovative Lösung: die „Core Shell CF Composite Material 3D Molding Machine“. Die Maschine nutzt einen lichthärtenden 3D-Druckprozess, um schrittweise eine Schale zu erstellen, die als Form dient. Diese wird kontinuierlich mit einem fasergefüllten Duroplast gefüllt und nach Fertigstellung des Bauteils thermisch ausgehärtet. Dieser Prozess ermöglicht die Herstellung von Bauteilen ohne die typische Anisotropie, indem er eine vertikale Schichtstruktur im Verbundmaterial vermeidet. Aktuell setzt das Verfahren gemahlene Carbonfasern ein.
Ein begleitendes Video demonstriert das Verfahren und weckt Neugier auf die technischen Details der Prozesssteuerung sowie der Trennung des flüssigen Harzes vom fasergefüllten Duroplast. Toray Engineering hat hierfür eigens eine Software entwickelt, um die Komplexität des Verfahrens zu beherrschen.
Vielseitige Anwendungsmöglichkeiten
Die Technologie birgt großes Potential für diverse Anwendungen, darunter der Prototypenbau, die Fertigung von leichten und hochfesten Strukturen sowie medizintechnische Produkte. Die Möglichkeit, isotrope CFK-Bauteile zu erzeugen, eröffnet neue Perspektiven in Bereichen, in denen Materialhomogenität und mechanische Eigenschaften entscheidend sind.
