Die additive Fertigung von Hochtemperaturthermoplasten eröffnet Anwendungsfelder auch in der Luft- und Raumfahrt oder Medizintechnik. Die Neue Materialien Bayreuth GmbH verfügt für die Verarbeitung solcher High-End-Materialien über eine frei parametrisierbare Selektive-Laser-Sinter-Anlage (SLS).
Fotos: © NMB und airbus.com (links unten)
Bei dem pulverbasierten SLS-Verfahren erfolgt der selektive Wärmeeintrag über einen CO2-Laser, der fest über dem Bauraum angeordnet ist. Der Laserstrahl wird über eine Spiegeloptik gesteuert und rastert dabei die durch die CAD-Datei vorgegebenen Bereiche des Pulverbetts ab. Die Pulverpartikel, welche bereits knapp unterhalb des Schmelzpunkts durch IR-Strahler aufgeheizt sind, werden somit lokal weiter erhitzt und sintern zusammen. Nach dem Aufbringen der nächsten 80 – 120 µm dicken Schicht startet der Zyklus erneut und das physikalische Bauteil wird Schicht für Schicht aufgebaut.
Der SLS-Prozess ermöglicht Aufbauraten von ca. 10 mm pro Stunde ohne die Notwendigkeit von Stützstrukturen, da direkt in das Pulverbett gedruckt wird. Die gedruckten Bauteile werden nach dem Abkühlprozess grob vom Pulver befreit und anschließend in einer Sandstrahlanlage gesäubert.
Die so gefertigten Bauteile aus Hochtemperaturmaterial weisen gute mechanische Eigenschaften in alle Richtungen auf und können auch in Anwendungen mit hohen thermischen Belastungen eingesetzt werden. Die hohen Temperaturen, die im Bauraum für die Verarbeitung von solchen Hochtemperaturthermoplasten erreicht werden müssen, stellen die größte Herausforderung für einen stabilen Prozess dar. Die Selektive-Lasersinter-Anlage bei der Neue Materialien Bayreuth GmbH erreicht dies mit stabilen Bauraumtemperaturen von bis zu 300 °C, wodurch sich nahezu alle Materialien problemlos verarbeiten lassen. Mit dem großen Bauraum von 340 x 340 x 590 mm³ und komplett frei einstellbaren Parametern lassen sich auch neue Materialien optimal charakterisieren und verarbeiten.
Neben Hochtemperaturthermoplasten können auch konventionelle Materialien, wie Polyamid 12 oder Thermoplastische Elastomere, verarbeitet werden. Die komplett offene Anlage mit integrierter IR-Kamera eignet sich zudem für die Entwicklung neuer Materialien.
Im NMB-Democenter Additive Fertigung mit Kunststoffen stehen neben der Hochtemperatur-SLS-Anlage GmbH auch eine weitere SLS-Anlage mit einem Dioden-Laser, ein HP Jet Fusion 3D 4200 Printer sowie Anlagen für verschiedene schmelze-extrusionsbasierte Verfahren zur Verfügung.
Weitere Informationen:
Technische Daten der Hochtemperatur-SLS-Anlage:
- Bauraum:
- 340 x 340 x 590 mm³
- Bauraumtemperatur:
- bis 300 °C
- Laserleistung:
- 200 W
- Materialien:
- PA12, TPU, PEKK und alle verfügbaren SLS-Pulver
- Druckgeschwindigkeit:
- ca. 1 cm pro Stunde
Neue Materialien Bayreuth GmbH
Dr. Julia Gensel | E-Mail: julia.gensel@nmbgmbh.de
