Pollen AM und RHEON Labs haben eine vielversprechende Partnerschaft angekündigt. Die Unternehmen haben soeben das Dämpfungsmaterial RHEON™ P3D 001 für den Granulat-3D-Drucker Pam Pro qualifiziert. Bei einem ersten Praxistest wurden Schutzkomponenten in einen American-Football-Helm für die NFL integriert. Im Vergleich zu spritzgegossenen Bauteilen sind sie 30 % leichter und bieten eine mindestens ebenso gute Dämpfungsleistung.
3D-Druck kommt bereits bei Helmen zum Einsatz
Bei der Herstellung von Schutzausrüstung für American Football hat der harzbasierte 3D-Druck bereits seine Vorteile gegenüber dem Spritzguss gezeigt. Die Technologie bietet eine größere geometrische Freiheit, kostengünstigere Individualisierung sowie Gewichtseinsparungen.
Die 3D-gedruckten Helmkomponenten (Bildnachweis: RHEON Labs)
Doch wie steht es um die granulatbasierte additive Fertigung? Der französische Granulat-3D-Druckerhersteller Pollen AM und der auf stoßdämpfende Polymere spezialisierte Anbieter RHEON Labs untersuchen diesen Ansatz.
Die beiden Unternehmen druckten Schutzkomponenten für das Helminnere und integrierten sie in den Xenith Shadow XR, einen Helm, der bereits mit RHEON-Materialien ausgestattet ist. Doch worin besteht der tatsächliche Mehrwert der eingesetzten PAM-Technologie?
Die tatsächlichen Kosten einer Spritzgussform
Derzeit stellen Hersteller diese Bauteile im Spritzgussverfahren her. Eine typische Produktionsserie umfasst 5.000 bis 10.000 Helme, wobei jeder Helm 1 bis 12 Schutzbauteile enthält. Das Verfahren eignet sich für diese Stückzahlen, erfordert jedoch hohe Investitionen, bevor das erste Bauteil gefertigt werden kann. Die Werkzeugkosten können bis zu 150.000 € betragen, die Vorlaufzeiten bis zu drei Monate.
Zudem bringt die Spritzgussform konstruktive Einschränkungen mit sich. Dazu zählen Entformungsschrägen, einheitliche Wandstärken und möglichst wenige Hinterschneidungen. Die Fertigung von inneren Gitterstrukturen oder die Variation mechanischer Eigenschaften innerhalb eines einzigen Bauteils ist äußerst komplex. Die möglichen Geometrien sind darauf beschränkt, was sich mit der Form herstellen und anschließend entformen lässt.
Der Verzicht auf die Spritzgussform umgeht viele dieser Einschränkungen. Die additive Fertigung bietet hier eine attraktive Alternative. Die PAM-Technologie ist dabei insbesondere im Hinblick auf die verwendeten Materialien interessant.
Der 3D-Drucker Pam Pro (Bildnachweis: Pollen AM)
Ein Material, das sich beim Aufprall verhärtet
RHEON™ P3D 001 weist eine intrinsische Dehnratenabhängigkeit auf. Seine Steifigkeit hängt also davon ab, wie schnell es verformt wird. Beim Tragen bleibt es weich und flexibel, bei einem Aufprall wird es jedoch steifer und absorbiert dabei Energie. Dieses Verhalten ist eine inhärente Materialeigenschaft und erfordert keinerlei Nachbearbeitung oder zusätzliche Behandlungen.
Das Material liegt in Granulatform vor, also in derselben Ausgangsform, die auch beim Spritzguss verwendet wird. Die Materialkosten bewegen sich auf einem ähnlichen Niveau wie beim Spritzguss, jedoch entfallen die Werkzeuginvestitionen. Der 3D-Druck macht es möglich, die Gitterdichte, die Zellform und die Wandstärke in verschiedenen Bereichen des Helms zu variieren. Durch die Anpassung der Geometrie lässt sich das Aufprallverhalten Zone für Zone feinabstimmen.
Um dies zu erreichen, musste das Team von Pollen AM die Parameter, die RHEON auf anderen Granulat-3D-Druckern verwendete, an den Pam Pro anpassen. Diese validierten Einstellungen stellen eines der wichtigsten technischen Ergebnisse der Zusammenarbeit dar.
Die 3D-gedruckten Schutzkomponenten sind 30 % leichter (Bildnachweis: RHEON Labs)
30 % leichter – ohne Kompromisse bei der Dämpfung
RHEON Labs verglich die gedruckten Komponenten mit spritzgegossenen Bauteilen ähnlicher Geometrie. Das Labor maß die durch das Bauteil übertragene Energie bei Aufprallversuchen mit niedriger und hoher Aufprallenergie.
Das gedruckte Bauteil wiegt 30 % weniger als die spritzgegossene Version. Trotz der geringeren Masse ist seine Dämpfungsleistung dem Spritzgussteil mindestens ebenbürtig. Unter bestimmten Aufprallbedingungen schneidet es sogar besser ab.
Laden Sie die vollständige Fallstudie herunter, um alle Ergebnisse im Detail einzusehen. Diese enthält:
- die vollständige Kurve der übertragenen Energie im Verhältnis zur Aufprallenergie im Vergleich zwischen dem gedruckten und dem spritzgegossenen Bauteil;
- das genaue Gewicht der verglichenen Komponenten;
- die validierten Druckparameter für den Pam Pro;
- die mechanischen Eigenschaften von RHEON™ P3D 001 (Härte, Schmelzflussindex, Bruchdehnung und Bruchspannung);
- die zonenweise Anpassung der Gitterstruktur;
- ein zusammenfassendes technisches Datenblatt.
Laden Sie hier die Fallstudie auf Englisch herunter.
Der Granulat-Extrusionskopf des Pam Pro (Bildnachweis: Pollen AM)
Motorräder, Fahrräder, Verteidigungsindustrie: Die nächsten Zielmärkte
Pollen AM und RHEON Labs betrachten diese Qualifizierung als Ausgangspunkt. Die Partner nehmen weitere Bereiche für Schutzausrüstung ins Visier: den Motorrad- und Fahrradsektor sowie den Verteidigungsbereich – überall dort, wo Stoßdämpfung ebenso wichtig ist wie Produktionskosten und Durchlaufzeiten.
„Der Sport gehört zu den anspruchsvollsten Einsatzbereichen für Materialien: Bauteile müssen Schutz bieten, flexibel und leicht sein, und die Marken erwarten immer kürzere Entwicklungszeiten“, so Victor Roux, Mitbegründer und Präsident von Pollen AM. „Die Zusammenarbeit mit RHEON Labs zeigt, welche Möglichkeiten ein offenes, granulatbasiertes Verfahren in Verbindung mit einem hochentwickelten Material bietet. Unser Ziel ist es, weitere Materialhersteller auf die Plattform zu holen, damit Marken und Hersteller schneller von einem neuen Material zum fertigen Bauteil gelangen.“
Dr. Sarah Karmel, CSO von RHEON Labs, fasst zusammen: „Diese Zusammenarbeit verdeutlicht, wie fortschrittliche Materialien und additive Fertigung gemeinsam neue Möglichkeiten für Schutzausrüstung erschließen können. Durch die Kombination der dynamischen Materialtechnologie von RHEON Labs mit dem granulatbasierten 3D-Druck ermöglichen wir eine schnellere Entwicklung, größere Designfreiheit und eine auf die jeweilige Anwendung abgestimmte Leistungsfähigkeit.“
Pollen AM und RHEON Labs stellen die Ergebnisse am 25. November 2026 in einem Live-Webinar vor. Melden Sie sich HIER kostenlos an. Pollen AM stellt außerdem auf der Formnext 2026 in Frankfurt aus (Halle 12.1, Stand A78).
Die vollständigen Ergebnisse finden Sie HIER in der Fallstudie von Pollen AM und RHEON Labs.
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*Titelbildnachweis: RHEON Labs