Wir als Institut für Polymer- und Produktionstechnologien erforschen innovative Funktionen an unserem hausinternen 3D-Drucker, der Objekte im FDM-Verfahren (Fused Deposition Modeling) durch schichtweises Auftragen von geschmolzenem Kunststoff herstellt. Durch eine langjährige Expertise in der Kunststoff- und Extrusionstechnik konnten wir bisher ungelöste Probleme in der Geometriereplikation von gedruckten Objekten angehen.
Die Ursache für Mängel in der Formgenauigkeit beim 3D-Druck liegt oft an einem unpassenden Extrusionsdruck in der Düse, an welcher der Kunststoff austritt. Die Lösung für derartige Mängel in der Geometrie ist die Entwicklung einer Funktion, welche die Extrusionsrate situationsgerecht abstimmt. Die Extrusionsrate wird durch Faktoren wie Förderrate, Düsentemperatur und die Kompressibilität der Schmelze beeinflusst. Der abschnittsweise angepasste Druck soll ein Nachfließen des Kunststoffs (= Überextrusion) bei Verlangsamung der Druckbewegungen verhindern und ein Materialdefizit (= Unterextrusion) bei beschleunigten Bewegungen beheben.
Als kunststoffverarbeitendes Institut mit eigener Filament-Fertigung sind der Extrusionsdruck und die Viskosität der Schmelze bereits wichtige Parameter für uns. Die Schlüsselkomponente dieser neuen Funktion ist der sogenannte K-Faktor, der abhängig von den Materialeigenschaften des Kunststoffs berechnet wird. Veränderungen der Geschwindigkeit, die durch Richtungswechsel auftreten, erfordern eine Anpassung der Extrusionsrate. Durch eine vorausschauende Adaption dieser Rate können selbst bei hohen Druckgeschwindigkeiten präzise und saubere Drucke erzielt werden. Dies ermöglicht eine beeindruckende Steigerung der Produktionsgeschwindigkeit, ohne Kompromisse bei der Qualität eingehen zu müssen. Ein Nachteil ist jedoch, dass für jede Temperatur- und Materialauswahl ein eigener K-Faktor ermittelt werden sollte.
Wir haben diese Innovation in der Vergangenheit erfolgreich an einem durch uns entwickeltem FDM-Drucker getestet und deutlich verbesserte Druckergebnisse erzielt. Die Kombination aus hoher Druckgeschwindigkeit und herausragender Druckqualität eröffnet neue Perspektiven in verschiedenen Anwendungen wie dem Prototypenbau und der Fertigung von maßgeschneiderten Produkten wie z. B. im Bereich der Medizintechnik. Mit Blick in die Zukunft könnte diese adaptive Extrusionsfunktion zu einer Standardausstattung in zukünftigen 3D-Druckern werden und die Möglichkeiten der additiven Fertigung erheblich erweitern.
Durch diese vielversprechenden Effekte der adaptiven Extrusion kann sie als ein Schlüssel für die nächste Generation von 3D-Druckern gesehen werden. Die Technologie wird zweifellos die Art und Weise verändern, wie wir Objekte herstellen und die Grenzen der additiven Fertigung erweitern.
Seien Sie dabei und entdecken Sie spannende Innovationen bei unserem Workshop „NextGen FDM-Technologien“! Die Teilnahme ist kostenfrei und soll explizit kleinen und mittleren Unternehmen helfen, neue Chancen und Herausforderungen der Digitalisierung zu erkennen und umsetzen zu können. Tauchen Sie ein in die vielversprechende Zukunft des 3D-Drucks und erfahre in unseren NEWS-Beiträgen mehr über die Themen des Workshops sowie weitere faszinierende Entwicklungen in der Branche.
Seien Sie dabei und entdecken Sie die Zukunft der FDM-Technologien!
Workshop „NextGen FDM-Technologien“ am 06. Juli 2023 von 10.00 bis 12.00 Uhr.
Teilnahme in PRÄSENZ und ONLINE!
Offen für alle Branchen.