9T Labs – 3D-Druck von hochwertigen Kohlefaserverbundwerkstoffen in Industriequalität

9T Labs ist ein junges Schweizer Start-up-Unternehmen, das eine 3D-Druckmethode entwickelt hat, um Strukturen mit Kohlefaserverbundwerkstoffen zu schaffen: Vom Design des Teils bis zur Nachbearbeitung optimiert es den gesamten Prozess, damit Fachleute Komponenten in industrieller Qualität erhalten können. Dank dieses Prozesses kann 9T Labs Teile mit einem volumetrischen Kohlefaser-Verbundanteil von 60% entwerfen, ein Material, das für seine Festigkeit und vor allem für seine Leichtigkeit bekannt ist. Seine mechanischen Eigenschaften werden oft mit denen von Metallen verglichen. Das Start-Up betont auch die Automatisierung seines Prozesses und die Recyclingfähigkeit seiner Materialien, um der Industrie tragfähige Lösungen zur Steigerung der Produktivität anzubieten. Wir trafen uns mit dem Mitbegründer und CEO, Martin Eichenhofer, um mehr über die entwickelte Technologie, die Zielsektoren und die zukünftigen Projekte von 9T Labs zu erfahren.

3DN : Können Sie sich und Ihre Verbindung zu 3D-Technologien kurz vorstellen?

9T Labs wurde im Februar 2018 von Chester Houwink, Giovanni Cavolina und mir als Spin-off vom CMASLab (von Professor Ermannis) an der ETH Zürich, Schweiz, gegründet. Unsere Mission ist es, Kohlefaserverbundwerkstoffe in industrieller Qualität durch 3D-Drucktechnologie besser zugänglich zu machen. Es bringt Automatisierungs- und Softwaremöglichkeiten in einen 80-Milliarden-Dollar-Sektor und überdenkt die heutige Herstellung von Faserverbundwerkstoffen völlig neu.

Das Team von 9T Labs

3DN : Wie ist die Idee zu 9T Labs entstanden?

Kohlefaserverbundwerkstoffe sind ein überlegenes Material in Bezug auf Gewicht und mechanische Eigenschaften im Vergleich zu ihren metallischen „Konkurrenten“. Stellen Sie sich ein Material so leicht wie Kunststoff vor, aber so stark oder sogar stärker als Metall. Traditionelle Fertigungsmethoden schränken jedoch die weite Verbreitung dieses Hochleistungswerkstoffs immer noch ein, vor allem aufgrund extrem langer und kostspieliger Entwicklungszeiten und fehlender Automatisierung. Während unseres Studiums an der ETH Zürich wurden wir auf das Marktpotenzial und den Bedarf der Industrie an vollautomatischen Produktionssystemen mit integrierten Softwarelösungen aufmerksam, die es uns ermöglichten, das Unternehmen so schnell wie möglich zu starten.

3DN : Können Sie uns mehr über die von Ihnen entwickelte Technologie erzählen?

Kurz gesagt, wir automatisieren den traditionellen manuellen Herstellungsprozess und bieten damit einen viel höheren Freiheitsgrad, um die Richtcharakteristik der Faser voll auszunutzen. Traditionell ist dies nicht möglich, da die Herstellung einen großen Kompromiss zwischen dem idealen Faserdesign und den Herstellungskosten erfordert. 9T Labs beseitigt diese Einschränkungen durch die Bereitstellung von 3D-Drucksystemen und unserer Fibrify-Software zur Optimierung von Teilen, was zu extrem leichten Strukturen und zu einem wettbewerbsfähigen Preis führt. Im Allgemeinen kann das Strukturgewicht um mehr als 50% reduziert werden, was Kosten und Ressourcen spart. Allerdings reicht es nicht aus, nur ein hochoptimiertes 3D-Druckteil zu haben, um diese Industrie für Serienteile zu transformieren, sondern es erfordert auch eine Druckteilqualität, die mit der von traditionellen Verfahren vergleichbar ist. Dies ist ein häufiges Problem und eine Einschränkung der 3D-Drucktechnologien. Zu diesem Zweck hat 9T Labs einen neuen Fusionsprozess (Additive Fusion Technology) eingeführt, einen Verarbeitungsschritt nach der Konsolidierung, der die Qualität des Druckteils erhöht und die Herstellung von Fertigteilen in Serie ermöglicht.

Ein von 9T Labs in 3D gedrucktes Teil – Quelle: 9T Labs

3DN : Was sind die Vorteile von Kohlefaserverbundwerkstoffen? Und Ihre Grenzen?

Neben der überlegenen und unbestreitbaren mechanischen Leistungsfähigkeit von Kohlefaserverbundwerkstoffen müssen Strukturen auch eine gute wirtschaftliche Leistungsfähigkeit aufweisen. Hohe Kosten und lange Fertigungszeiten sind die verbleibenden Hindernisse für den großflächigen Einsatz von Kohlefaserverbundwerkstoffen. Mit unserer 3D-Drucktechnologie bieten wir voll integrierte und automatisierte Arbeitsabläufe mit minimalem Investitionsaufwand. Das Ergebnis ist ein doppelter Erfolg: Wir erhalten leichtere Teile zu deutlich niedrigeren Kosten und machen Kohlefaserverbundwerkstoffe zu einem ernstzunehmenden Konkurrenten von Metallen außerhalb der Luft- und Raumfahrt.

3DN : Welche Branchen sind besonders an diesen Materialien interessiert?

Die globale Faserverbundindustrie wächst mit einer jährlichen Rate von 5% auf einem Markt, der bis 2020 auf 100 Milliarden Dollar geschätzt wird. In diesem Sektor ist das stärkste Wachstum bei kohlefaserverstärkten Verbundwerkstoffen zu verzeichnen – es liegt bei 11%. Derzeit sind die Haupttrends Automatisierung, thermoplastische Verbundwerkstoffe und Recyclingfähigkeit. Die Verwendung von thermoplastischen Verbundwerkstoffen ermöglicht neben einer hervorragenden mechanischen Leistung auch die Recyclingfähigkeit. Die Technologie von 9T Labs greift alle drei Trends auf und nutzt die Vorteile des 3D-Drucks und der thermoplastischen Verbundwerkstoffe. Diese Art von Leistung ist besonders wichtig für Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Automobil, Freizeit und Medizin.

Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe haben ähnliche mechanische Eigenschaften wie Metalle – Quelle: 9T Labs

3DN : Was sind die zukünftigen Projekte von 9T Labs?

Wir bieten unseren Kunden eine vollständig integrierte Lösung, von der CAD-Konstruktion bis zum fertigen Teil. Über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg unterstützen wir Ingenieure mit unserer Fibrify-Software dabei, schnell die besten Designs zu finden. Wir automatisieren wiederkehrende Aufgaben vollständig, um die Produktivität sowie die Qualitätskontrolle und Logistik zu steigern. Am Ende dauert die Herstellung eines Fertigteils, von der Konstruktion bis zur Produktion, nicht mehr als ein paar Stunden, verglichen mit den Wochen oder Monaten, die wir von herkömmlichen Technologien kennen. Weitere Informationen finden Sie auf unserer Website HIER und im Video unten:

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