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#3DStartup: SphereCubes Technologie für effektive und nachhaltige Verbundwerkstoffe

Am 7. Februar 2023 von Bianca Z. veröffentlicht

Es ist nicht das erste Mal, dass wir von dem jungen italienischen Startup SphereCube hören, das sich letztes Jahr durch den Gewinn der Formnext Startup Challenge 2022 einen Namen unter den aufstrebenden Startups gemacht hat. Das Unternehmen, das aus der Polytechnischen Universität Marken hervorgegangen ist, zeichnet sich durch seine innovative Technologie aus, die es ermöglicht, hochleistungsfähige Komponenten aus Verbundwerkstoffen ohne den Einsatz von Gussformen und mit geringerer Umweltbelastung herzustellen. SphereCube entspricht damit zwei Bedürfnissen des Marktes für additive Fertigung und, allgemeiner, des Marktes für Verbundwerkstoffe: dem Bedürfnis nach einem effizienteren und gleichzeitig nachhaltigeren Produktionsprozess. Deshalb haben wir sie als startup3D des Monats Februar ausgewählt und sie interviewt, um mehr über ihre Technologie zu erfahren!

3DN: Können Sie sich selbst vorstellen und uns SphereCube näher bringen?

SphereCube ist ein innovatives Startup-Unternehmen und ein Spin-off der Università Politecnica delle Marche. Dank ihres gemeinsamen Universitätsbesuchs lernten sich die Teammitglieder kennen und schlossen sich zusammen, um das Projekt zu unterstützen. Das von uns entwickelte Produktionsverfahren, die thermische Laserhärtung, ist in der Lage, Produkte aus Hochleistungsverbundwerkstoffen vollautomatisch und ohne geometrische Einschränkungen herzustellen. Die Herstellung von Hochleistungs-Verbundwerkstoffen erfolgt derzeit handwerklich und ist mit Problemen der Wiederholbarkeit und Flexibilität verbunden. Darüber hinaus ist der gesamte Produktionsprozess aufgrund der hohen Anzahl von Prozessschritten und der Verwendung von Formen (selbst bei der Einzelfertigung) langsam, teuer und mit hohen geometrischen Einschränkungen verbunden. Mit unserer Technologie wollen wir die Probleme bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen lösen und die Produktivität dieser fantastischen Materialien erhöhen.

team

Teil des SphereCube-Teams. (Von links: Alessio Vita, Präsident und Spezialist für Verbundwerkstoffe; Stefano Felicioni, Mechatronikspezialist; Valerio Di Pompeo, CEO; Eleonora Santecchia, Beraterin für additive Fertigung; Fabrizio Ciciulla, Software-Hardware Manager)

3DN: Wie ist Ihr Startup entstanden?

Die Idee zu SphereCube entstand, als Valerio Di Pompeo, der heutige Geschäftsführer und damalige Student an der Università Politecnica delle Marche, Alessio Vita kennenlernte, der einer der Dozenten in einem Spezialisierungskurs war. Beide waren sich einig, dass es keine industriell validierten Technologien für die gängigsten Rohstoffe in der Welt der Verbundwerkstoffherstellung (wie duroplastische Epoxidharze und Langfaserverstärkung) gab. Als wir begannen, über mögliche Lösungen zu diskutieren, entstanden die ersten Skizzen für das, was heute das Herzstück des SphereCube 3D-Druckers ist: der Extrusionskopf. Valerio und Alessio haben dann den Rest des Teams einbezogen, das ständig wächst.

3DN: Wie funktioniert Ihre Verbundwerkstoff-Extrusionstechnologie?

Die von SphereCube entwickelte Technologie basiert auf der Extrusion von zwei Rohstoffen in unterschiedlichem physikalischen Zustand, nämlich einer duroplastischen Polymermatrix im viskosen, flüssigen Zustand und einem Verstärkungsmaterial in Form einer Endlosfaser. Derzeit verwenden wir ein Zweikomponenten-Epoxidharz (Harz + Härter) und Kohlefaser als Verstärkungsmaterial. Der patentierte Extrusionskopf von SphereCube ermöglicht eine effiziente Vermischung von Matrix und Verstärkung, so dass eine perfekte Adhäsion zwischen ersterer und letzterer gegeben ist, und anschließend wird der Verbundwerkstoff durch eine Wärmequelle je nach Bedarf teilweise oder vollständig ausgehärtet (verfestigt). Systeme zum Schneiden der Fasern und zur Verdichtung des abgelegten Materials vervollständigen das System. Die Technologie ermöglicht es, verschiedene Arten von duroplastischen Matrizen zu verarbeiten und endlose Verstärkungsfasern jeglicher Art zu verwenden, einschließlich biobasierter Fasern wie Flachs, Hanf usw.

SphereCube

Wir möchten betonen, dass SphereCube nicht nur das Extrusionssystem entwickelt hat, sondern auch ein Patent für die Aufbereitung der Verstärkungsfaser angemeldet hat. Durch den Einsatz einer Bindemaschine kann die Technologie die Verarbeitbarkeit der Verstärkung verbessern, indem ein Bindemittel verwendet wird, das weniger Lösungsmittel enthält und nachhaltiger ist als die derzeit verwendeten klassischen Verfahren.

3DN: Wie unterscheidet sich Ihr Verfahren von ähnlichen bestehenden Verfahren?

Der Unterschied zu ähnlichen Technologien besteht darin, dass diese duroplastische Harze verwenden, die durch UV-Licht gehärtet werden, während in unserem Fall eine Wärmequelle verwendet wird. Während unsere Hauptkonkurrenten 3D-Drucksysteme verwenden, die auf großen und sperrigen Roboterarmen basieren, basiert der von SphereCube entwickelte 3D-Drucker auf einem 5-Achsen-System mit einem durchschnittlichen Druckvolumen von 400x400x400 mm, das sich durch hohe Präzision auszeichnet.

3DN: Was sind Ihre Zielmärkte?

Mit unserer 3D-Drucktechnologie können wir hochleistungsfähige Komponenten aus Verbundwerkstoffen herstellen, die Einzigartigkeit, individuelle Anpassung, verbesserte Leistung und geringeres Gewicht gewährleisten. Die wichtigsten Anwendungen, an denen wir derzeit arbeiten, sind die Luft- und Raumfahrt (der erste echte Markt für SphereCube), die Biomedizin, der Sport und die Schifffahrt.

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SphereCube wurde als einer der Gewinner der Formnext Startup Challenge 2022 ausgewählt (Bild: DIISM_UNIVPM)

3DN: Was sind die Zukunftspläne von SphereCube?

SphereCube nimmt am Takeoff Acceleration Pathway teil, an dem CDP, Plug and Play, Leonardo, Avio, CRT Foundation und Unicredit beteiligt sind. Dies hat es uns ermöglicht, mit der Produktvalidierung bei potenziellen Kunden zu beginnen und das Geschäft mit der additiven Fertigung von Hochleistungsverbundwerkstoffen zu beschleunigen. Darüber hinaus haben wir gerade ein dreijähriges Projekt mit der Polytechnischen Universität Marken und Cariverona zur Entwicklung biobasierter Materialien gestartet. Schließlich wollen wir unseren 3D-Drucker in den Weltraum bringen und in Zukunft Experimente im Orbit durchführen, um die Technologie in der Schwerelosigkeit zu validieren.

3DN: Ein letzter Gedanke für unsere Leser?

In einer Zeit enormer Herausforderungen, die von der Eroberung anderer Planeten bis hin zur Beseitigung schädlicher Gasemissionen in unserem eigenen Land reichen, ist der 3D-Druck die Technologie, die den Unterschied ausmachen kann, weil sie die Lieferkette verkürzt und die Unternehmen flexibler macht. Mit einer guten Portion Kreativität, einer soliden technischen Grundlage und ein wenig Verrücktheit ist keine Eroberung unmöglich!

Weitere Informationen über SphereCube finden Sie HIER.

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*Titelbildnachweis: SphereCube

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