HP3D – High Performance 3D-Druck - Konzeptionelle Entwicklung und Bau einer hochproduktiven Fertigungsanlage zur generativen Herstellung großvolumiger Bauteile aus wahlfreien Kunststoffen

HP3D

Kurzbeschreibung
Das Projekt HP3D befasst sich mit der Entwicklung und dem Aufbau einer hochproduktiven Anlage zur additiven Herstellung von Bauteilen aus thermoplastischen Kunststoffen auf Granulatbasis. Dabei soll erstmalig ein „echtes“ dreidimensionales Additivverfahren realisiert werden wodurch es möglich wird, festigkeitsoptimierte Teile unter der Berücksichtigung von Leichtbauaspekten herzustellen. Der Einsatz von Multimaterialsystemen sowie das Einbringen von zusätzlichen Funktionselementen ermöglicht es dabei, eine Vielzahl von spezifischen Anforderungen in das Kunststoffteil zu integrieren.

Das Verfahren basiert auf der FDM -Technologie (Fused Deposition Modeling), bedient sich allerdings nicht der Verwendung von Filamenten, sondern der Materialzuführung über einen Granulatextruder. Die Bauteile sollen durch das Übereinanderlegen von extrudierten Kunststoffsträngen generiert werden und sich zu einem monolithischen Körper verbinden. Dafür müssen die aufeinander gelegten Schichten temperaturüberwacht und gleichzeitig, unmittelbar an der Auftragsstelle, mit Hilfe von Laserstrahlung temperiert werden. Die Temperierung dieser sich ergebenden Wirkzone soll eine gleichbleibende Schichthaftung zwischen den Materialbahnen erzielen und somit die mechanischen Eigenschaften des Produktes verbessern. Weiterhin wird unter Verwendung der Lasertechnologie eine Verbesserung der Oberflächenqualität durch nachträgliches Anschmelzen angestrebt. Dieses und weitere Finishingverfahren, wie z.B. anzubringende Konturen, Beschriftungen oder die Funktionalisierung der Bauteiloberflächen, zielen auf eine gesteigerte Produktgüte und bilden nicht zuletzt eine Verknüpfung zu weiteren Forschungsbereichen wie dem „Funktionalisieren von dreidimensionalen Kunststoffformteilen“.

 

Projektlaufzeit:

01.11.2015 – 31.10.2018

Projektpartner:

3D-Schilling GmbH

Granula Deutschland GmbH

Mebitec Meerbuscher Informationstechnik GmbH

Optris GmbH

GLAMACO Engineering GmbH

TU Ilmenau – Fachgebiet Fertigungstechnik

Fraunhofer Institut für Fabrikbetrieb und –automatisierung IFF

Gefördert durch:

Bundesministerium für Bildung und Forschung aufgrund eines Beschlusses des deutschen Bundestages

BMBF

Ansprechpartner:

Prof. Dr.-Ing. Jens Bliedtner

M. Sc. Michel Layher

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