3D-Druckprozess mit Spritzguss: Eine viel versprechende Kombination

• Mit einem neuartigen 3D-Druckprozess soll sich die Qualität der Produkte verbessern lassen, und das deutlich schneller als mit herkömmlichen Druckverfahren.
• Forschende der Universität von Massachusetts Lowell versprechen sich davon beispielsweise haltbarere Prothesen oder langlebige Bauteile für Autos und Flugzeuge.
• Die Technologie kombiniert Elemente des 3D-Drucks mit dem Spritzgießen.

Haltbarere Prothesen, medizinische Geräte für Patienten und stabilere Teile für Flugzeuge und Autos — das sind nur einige der Produkte, die sich in einem neuartigen 3D-Druckprozess herstellen lassen, den Forschende an der Universität Massachusetts Lowell (UMass Lowell) entwickelt haben.

3D-Drucker verarbeiten Materialien wie Kunststoffe, Metalle und Wachs zunehmend für größere Bauteile und Produkte. Sie haben damit Prototyping und Herstellung grundlegend verändert. Die Produkte, die im Kunststoff-3D-Druck entstehen, reichen von Spielzeug bis hin zu Drohnen. Obwohl der weltweite Markt für 3D-Kunststoffdrucker auf 4 Milliarden Dollar geschätzt wird und weiter wächst, besteht nach Angaben von David Kazmer, Professor für Kunststofftechnik an der Universität Massachussets Lowell und Leiter des Forschungsprojekts, noch immer einige Hürden in der Praxis. So sollen die Drucker Objekte einerseits schnell herstellen und gleichzeitig sollen diese Objekte ihre Festigkeit behalten und die intendierte Form genau wiedergeben.

Die Technologie, die Kazmer als Injektionsdruck bezeichnet, wird in der Zeitschrift Additive Manufacturing vorgestellt, die letzte Woche online gestellt wurde.

Neuer 3D-Druckprozess deutlich schneller

Die Erfindung kombiniert Elemente des 3D-Drucks und des Spritzgießens, einer Technik, bei der Objekte durch Füllen von Formhohlräumen mit geschmolzenem Material hergestellt werden. Die Verbindung der beiden Verfahren erhöht die Produktionsrate des 3D-Drucks und verbessert gleichzeitig die Festigkeit und die Eigenschaften der daraus resultierenden Produkte. Mit dem neuen Verfahren lassen sich Objekte in der Regel etwa dreimal schneller als mit dem herkömmlichen 3D-Druck produzieren, so Kazmer, was bedeute, dass Aufträge, die früher etwa neun Stunden dauerten, jetzt nur noch drei benötigen.

Die Erfindung verbessere die Qualität der produzierten Teile erheblich. Für technische Anwendungen sei dies ein entscheidender Fortschritt. Das neue Verfahren sei auch deshalb kostengünstig, weil es in bestehenden 3D-Druckern eingesetzt werden könne, wobei nur eine neue Software zur Programmierung der Maschine benötigt werde, führt Kazmer weiter aus.

Die Entwicklung des Verfahrens dauerte etwa 18 Monate. Austin Colon aus Plymouth, ein UMass Lowell-Doktorand in Kunststofftechnik, half bei der Validierung der Technologie an der Seite von Kazmer. Er hat ein Patent auf die neue Technologie angemeldet.

Bild: Dieses dehnbare Objekt wurde mittels 3D-Spritzgussdruck erstellt, einer neuen Technologie, die von UMass Lowell Plastics Engineering Prof. David Kazmer erfunden wurde. Bildquelle: David Kazmer/University of Massachusetts Lowell

Artikel: http://dx.doi.org/10.1016/j.addma.2020.101469

Weitere Informationen: http://www.uml.edu

Erfahren Sie hier mehr darüber, wo der 3D-Druck dem Spritzguss überlegen ist.

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