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Wie kann Ihr Unternehmen von der Umstellung auf den 3D-Druck mit Endlosfaser profitieren?

Auf 4. November 2019 von Lukas Johannes B. veröffentlicht
3D-Druck mit Endlosfaser

Es ist kein Geheimnis, dass sich die additive Fertigung verändert hat und weiterhin unsere Herstellungs- und Fertigungsprozesse verändern wird. Im Gegensatz zur subtraktiven Fertigung werden Objekte Schicht für Schicht konzipiert, gestaltet und dann erzeugt. Durch einen solchen Ansatz können Objekte optimiert werden: Gewicht, Durchlaufzeiten und Kosten werden deutlich reduziert. Konstruktiv lassen sich komplexe Formen realisieren, die nicht nur die mechanischen Eigenschaften erhöhen, sondern auch Material sparen. Alles in allem bieten 3D-Drucktechnologien Vorteile, die die meisten Branchen verstanden haben und die die gesamte Lieferkette der Fertigung verändern werden. Allerdings gibt es immer noch Einschränkungen für diesen Prozess. Eine der wichtigsten Einschränkungen betrifft die Verfügbarkeit von Materialien. Es gibt Kunststoffe, es gibt Metalle, aber ist das alles? Lesen Sie mehr zum 3D-Druck mit Endlosfaser.

continuous fiber 3d printing

Ein Flugzeugsitzträgerteil wurde durch Topologieoptimierung effizienter

Plastik oder Metall – aber ist da mehr?

Ein Unternehmen, das die additive Fertigung übernehmen möchte, hat zwei Möglichkeiten: Kunststoff oder Metall. Beide haben jedoch ihre Grenzen. Der 3D-Druck von Kunststoff ist typisch für das Prototyping, einfach, billig und viele Unternehmen sind mit der Technologie vertraut. In den meisten Fällen werden Endverbraucherteile, die höhere mechanische Eigenschaften erfordern, aus Metall gefertigt. Maschinen und Materialien für den 3D-Metalldruck sind teuer und der Prozess selbst ist nicht so einfach.

Sind Verbundwerkstoffe die Lösung?

Verbundwerkstoffe können funktionale, belastbare Teile herstellen, die einfach herzustellen und gleichzeitig kostengünstig sind. Wenn Menschen von Verbundwerkstoffen hören, stellen sie sich Polymere vor, die mit kurzen/zerkleinerten Fasern gefüllt sind. Dies sind zwar auch Verbundwerkstoffe, aber sie werden die oben genannten Probleme nicht lösen. Tatsächlich sind Verbundwerkstoffe mit Kurzfasern etwa doppelt so stark wie Kunststoff, weshalb sie nicht für Endverbrauchsteile verwendet werden sollten. Mit „Endlosfasern“ verstärkte Verbundwerkstoffe sind jedoch bis zu 20 mal stärker als reiner Kunststoff und vergleichbar oder sogar stärker als Metalle. Sie sind auch deutlich leichter und billiger als letztere.

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Von links nach rechts: Verbundswerkstoffe mit Partikeln, mit kurzen/geschnittenen Fasern und mit Endlosfasern

Was ist Anisoprinting?  

Anisoprinting soll die Lösung sein, um sowohl Designfreiheit als auch eine einfache Materialauswahl und eine Bauteiloptimierung zu ermöglichen. Genauer gesagt, ist es die Technologie zur Herstellung optimaler Verbundwerkstoffe durch kontinuierlichen Faser-3D-Druck vom luxemburgisch-russischen Technologie-Startup Anisoprint. Durch Anisoprinting können Sie Endverbraucher-Verbundteile entwerfen und herstellen, die so stark sind wie ihre Metallpendants (bis zu 860 MPa), aber leichter (bis zu 7 mal leichter als Stahl), einfacher zu produzieren und letztendlich auch noch billiger.

Die Teile werden in einem einstufigen, vollautomatischen Prozess auf dem Composite 3D-Drucker von Anisoprint, dem Anisoprint Composer, hergestellt. Das offene Materialsystem bietet mehr Freiheit bei den Eigenschaften der Teile. Für derartig gedruckte Verbundwerkstoffe können Sie jeden Kunststoff als Matrix verwenden, einschließlich PLA, PETG, PC, Nylon, TPU, etc., um Teile mit den von Ihnen gewünschten chemischen, witterungsbedingten, schlagfesten, hitzebeständigen, etc. Eigenschaften zu erhalten.

Die 3D-Composite-Drucker von Anisoprint: Der Anisoprint Composer A3 (460mm x 297mm x 210mm Bauplatte) und der A4 (297mm x 210 mm x 140 mm Bauplatte)

Darüber hinaus ermöglicht die Technologie von Anisoprint den 3D-Druck von Gittern, die eigentlich als die optimalen Strukturen für den Composite 3D-Druck gelten. Dies liegt daran, dass Verbundwerkstoffe anisotrop sind, was bedeutet, dass ihre gesamte Festigkeit und Steifigkeit entlang der Fasern liegt, aber nicht quer von letzteren. Daher funktionieren sie am besten in eindimensionalen Strukturen, was im Wesentlichen bei Gittern der Fall ist, da sie aus einer Vielzahl von eindimensionalen Rippen bestehen.

Dies ist nicht der einzige Vorteil von Verbundgitterstrukturen. Anisoprint erklärt, dass Teile mit solchen Strukturen die gleiche Belastung wie ihre metallischen Gegenstücke tragen können, aber auch leichter und billiger sind, weil sie weniger Material benötigen. Mit anderen Worten, Objekte werden gleichzeitig in Form und Material optimiert.

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4 Arten von Verstärkungen mit der Aura-Software von Anisoprint: anisogitterverstärkte Füllung, rautenverstärkte Füllung, verstärkte Perimeter und feste Füllung

Für diejenigen, die bereit sind, über Verbundwerkstoffe nachzudenken, wird Anisporint am 19. November auf der Formnext sein (Stand: G58). Laut ihrer Website können Sie die Ankunft einer Lösung erwarten, die den kontinuierlichen Faser-3D-Druck auf die nächste Stufe hebt. Weitere Informationen zum 3D-Druck mit Endlosfaser finden Sie vorerst HIER.

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