Das Rostocker 3D-Druck-Unternehmen AIM3D hat eine neue Extruder-Generation CEM-E2 für seinen CEM-Prozess vorgestellt. Anhand einer 3D-gedruckten Komponenten für den Automobilzulieferer Schaeffler stellte das Unternehmen die Fähigkeiten des Materials PPS mit dem neuen Extruder unter Beweis. Wir fassen das Wichtigste dazu zusammen.
Das deutsche 3D-Druck-Unternehmen AIM3D hat eine neue Generation von Druckköpfen für seinen proprietären CEM-Prozess (Composite Extrusion Modeling) entwickelt. Die Druckköpfe des CEM-E2 Extruders sind auf unterschiedliche Materialgruppen abgestimmt:
- Der Druckkopf M“ (Metalle) verwendet metallgefüllte Materialien (MIM-Pellets).
- Der Druckkopf „P“ (Kunststoffe) nutzt gefüllte und ungefüllte Kunststoffe.
- Der Druckkopf „C“ (Keramik) arbeitet mit keramikgefüllten Materialien mit höherem Abrieb (CIM-Pellets).
Das erklärt das Magazin FORM+Werkzeug in einem Artikel.
Details zum neuen CEM-E2-Extruder
Die neuen Extruder / Druckköpfe bieten eine deutlich bessere Fördergenauigkeit, was zu höherer Oberflächengüte und besseren mechanischen Eigenschaften des Bauteils führt. Die um 200% gesteigerten Extrusionsgeschwindigkeit ermöglicht Fertigungsraten von bis zu 220 cm³/h mit einer 0,4-mm-Düse.
Für den Automobilzulieferer Schaeffler wurde ein 3D-gedruckter Stutzen aus PPS (Polyphenylensulfid) GF 40 (PPS auf Wikipedia) entwickelt. Das Material bietet hohe Flammwidrigkeit und lässt sich betreffend Leitfähigkeit, Wärmeausdehnung oder Reibungsverhalten anpassen. Der mit 3D-Druck hergestellte Kühlmittelstutzen ist das Ergebnis einer Entwicklungspartnerschaft zwischen AIM3D und Schaeffler. Das Bauteil wurde zuerst spritzgegossen. Normalerweise würde für den 3D-Druck PA6 30 GF (Polyamid) genutzt, da glasfaserverstärktes PPS weder als Filament noch als Pulver vorliegt.
Clemens Lieberwirth, CTO von AIM3D, erklärt:
„Ein direkter Vergleich zwischen PPS in Filament- und Pelletform zeigt sehr deutliche Kostenvorteile der Pellets sowie deutlich höhere Aufbauraten. Allein die Herstellungskosten für das Bauteil (Maschinenstunden + Material) liegen bei ca. 70 €, die Druckzeit bei ca. 12 Stunden. Filamentdrucker würden bei gleicher Schichtdicke (50 µm) mindestens 50 Stunden brauchen.“
3D-Druck mit PPS
PPS bietet AIM3D zu Folge Eigenschaften, die Kunststoffe und Metalle nicht erreichen. Das Material reduziert Gewicht und damit auch Kraftstoffverbrauch und CO2-Emissionen. Materialeigenschaften wie Leitfähigkeit, Tribologie oder Stabilität lassen sich individuell auf Kundenbedürfnisse abstimmen. PPS ist fester und hat eine geringere Wärmeausdehnung verglichen mit billigeren Polymeren. Das Material ist wasser-, hydrolyse- und lösemittelbeständiger und bietet klare Vorteile bei der elektrischen und thermischen Isolation.
Die funktionalen Eigenschaften reichen bei PPS von antistatisch über leitfähige Eigenschaften und elektromagnetische Abschirmung bis hin zum Schutz vor elektrischen Entladungen. Dadurch eignet sich das Material für Instrumente in Umgebungen, die Explosionsschutz erfordern oder für Elektronikgehäuse, die Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit erfüllen müssen.
AIM3D entwickelt aktuell größere Pellet-3D-Drucker für größere Teile und noch höhere Bauraten. Auf der formnext 2021 ist die offizielle Einführung der Produkte geplant.