{"id":56533,"date":"2024-06-12T00:01:57","date_gmt":"2024-06-11T22:01:57","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=56533"},"modified":"2024-06-11T12:05:34","modified_gmt":"2024-06-11T10:05:34","slug":"fraunhofer-ipa-fertigt-lichtdruchlaessige-teile-120620241","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/fraunhofer-ipa-fertigt-lichtdruchlaessige-teile-120620241\/","title":{"rendered":"Fraunhofer IPA fertigt hinterleuchtete und lichtdurchl\u00e4ssige Teile \u00f6kologisch per 3D-Druck"},"content":{"rendered":"

Recycling und Produktion spielen sich h\u00e4ufig nicht in die H\u00e4nde. Gerade komplexe Bauteile, die aus mehreren Materialien<\/a> bestehen oder zahlreiche Eigenschaften vereinen, stellen sowohl in der Produktion als auch bei der anschlie\u00dfenden Entsorgung Herausforderungen dar. Das Fraunhofer IPA und Fachleute der Universit\u00e4t Bayreuth haben sich dieser Challenge angenommen und stellen mithilfe von additiver Fertigung<\/a> Teile her, die recycelbar, komplex, teilweise lichtdurchl\u00e4ssig sind und durchg\u00e4ngig aus einem Material bestehen. Und das Ganze in einem Fertigungsschritt!<\/p>\n

Gerade im Automobilbereich<\/a> finden wir zahlreiche Elemente, welche Licht-Kontraste aufweisen. Zum Beispiel Tasten und Kn\u00f6pfe mit hellen Symbolen auf dunklem Untergrund, die bei n\u00e4chtlichen Lichtverh\u00e4ltnissen oder in Gefahrensituationen leuchten oder blinken. Man denke dabei zum Beispiel an diverse Warnsignale am Armaturenbrett, an das Radio, die Klimaanlage oder High-Tech Dekorationen f\u00fcr das Ambiente beim Autofahren. So schick, n\u00fctzlich oder unerl\u00e4sslich diese Teile auch sind, die Herstellung ist tats\u00e4chlich mit diversen Problematiken verbunden. In der Regel kommen dabei mehrere Materialien mit unterschiedlichen Lichtdurchl\u00e4ssigkeiten zum Einsatz, die in Teile mit verschiedenen Dicken m\u00fcnden. Diese m\u00fcssen aufwendig gefertigt werden und erfordern mehrere Prozessschritte. Ist das Teil dann gefertigt und hat es seinen Dienst erwiesen, stellt sich die Frage nach dem Recycling<\/a>. Ein weiteres Problem!<\/p>\n

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Die Entsorgung muss bereits bei der Produktion von Bauteilen mitgedacht werden.<\/p><\/div>\n

Durch 3D-Druck \u00f6konomisch und \u00f6kologisch fertigen<\/h3>\n

Ohne Problem keine L\u00f6sung, und genau diese haben die Fachleute der Projektgruppe Prozessinnovation des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) und des Technologie Impact Hub des Lehrstuhls Umweltgerechte Produktionstechnik der Universit\u00e4t Bayreuth gefunden. Das Team aus beiden Einrichtungen setzt auf die additive Fertigung, um komplexe Teile mit individuellen Mustern, Schriftz\u00fcgen und Symbolen \u00f6konomisch und \u00f6kologisch herzustellen. Es ist ihnen gelungen, dass diese Bauteile auch teilweise transluzent und lichtdurchl\u00e4ssig sind, und neben der Beleuchtung auch die Sensorik nicht au\u00dfer Acht lassen.<\/p>

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Die gefertigten Teile bestehen au\u00dferdem aus einem einzigen Material<\/a>, n\u00e4mlich thermoplastischem Kunststoffpulver; zum Beispiel aus dem steifen Polybutylenterephthalat (PBT) oder auch aus lichtdurchl\u00e4ssigen Copolymeren. Diese Kunststoffpulver<\/a> werden dann im High-Speed-Sintering (HSS) in einem Rutsch zu den entsprechenden Bauteilen verarbeitet. Das einheitliche Material in Verbindung mit der additiven Fertigung liefert die Antwort auf die eingangs aufgezeigte Frage nach der Entsorgung. „Recyclingf\u00e4higkeit und kurze Prozesszeiten spielen eine immer wichtigere Rolle bei der Fertigung technischer Bauteile, besonders in der Additiven Fertigung“<\/em>, er\u00f6rtert Marco Wimmer vom Fraunhofer IPA. „Durch die Nutzung der Potentiale der Additiven Fertigung sowie innovativer Materialien und Maschinentechnologien entstehen neue Fertigungsm\u00f6glichkeiten f\u00fcr funktionalisierte Bauteile.“<\/em><\/p>\n

Hell-Dunkel-Kontraste durch HSS<\/h3>\n

Beim High Speed Sintering<\/a> (HSS) wird eine d\u00fcnne Schicht Kunststoffpulver auf eine beheizte Bauplattform aufgetragen. Die am Drucker angebrachten Druckk\u00f6pfe tragen \u00e4hnlich wie bei Inkjet-Druckern eine ru\u00dfhaltige Tinte auf das Pulverbett auf, welches anschlie\u00dfend mit einer Infrarot-Quelle bestrahlt wird. Die ru\u00dfhaltige Tinte reagiert auf diese Strahlung, erw\u00e4rmt sich und schmilzt das Kunststoffpulver selektiv zusammen. Doch wie entstehen nun die unterschiedlichen Lichtdurchl\u00e4ssigkeiten?<\/p>\n

Das Forschungsteam kann diese Eigenschaften gezielt steuern, indem es die Tintenauftragsmenge und so auch die Menge an Ru\u00df variiert. Da das Material \u00fcber transluzente Eigenschaften verf\u00fcgt, f\u00fchrt eine kleine Menge an Ru\u00df nur zu einer geringen F\u00e4rbung, das Bauteil f\u00e4llt dann leicht hellgrau aus. Ist die Menge an Ru\u00df allerdings h\u00f6her, wird das Teil dunkler und die Lichtdurchl\u00e4ssigkeit vermindert sich. So ist es den Wissenschaftlern m\u00f6glich, lokal zu steuern, wo das Bauteil transparent \/ transluzent ist, und wo nicht. Dadurch k\u00f6nnen sie Hell-Dunkel-Kontraste am Bauteil umsetzen, oder auch flie\u00dfende \u00dcberg\u00e4nge. In der Folge erreichen sie komplexe Teile mit Mustern, Schriftz\u00fcgen und Symbolen, welche dann heller hervortreten oder auch leuchten.<\/p>\n

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Auch kreative, hinterleuchtete Muster k\u00f6nnen umgesetzt werden. (Bild: Fraunhofer IPA\/Foto: Christian Bay)<\/p><\/div>\n

Mit diesem Ansatz leisten die Fachleute des Fraunhofer IPA und der Universit\u00e4t Bayreuth einen Beitrag zur \u00f6konomischen und \u00f6kologischen Produktion<\/a>. „Die Additive Fertigung entlastet Natur und Wirtschaft: Durch eine nachhaltige Fertigung und kurze Prozessketten k\u00f6nnen Bauteile ohne konstruktive Restriktionen mit selektiv transluzenten Strukturen funktionalisiert werden“<\/em>, fasst Wimmer zusammen. Mehr dazu erfahren Sie HIER<\/a>.<\/p>\n

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*Titelbildnachweis: Hinterleuchtete T\u00fcrverkleidung aus dem 3D-Drucker, Fraunhofer IPA\/Foto: Christian Bay<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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