Mehrachsiger 3D Druck

Mehrachsiger 3D Druck - Ressourcenschonendes additives Fertigungssystem (Bild: TH-Köln, IPK, lfk)

• Entwicklung neuer Fertigungsstrategien für den belastungsgerechten 3D Druck.
   
• Material- und Zeitreduktion durch die additive Bauteilfertigung ohne Stützstrukturen
   
• Erhöhung der Bauteilstabilität durch den Strangaustrag entlang der Hauptspannungen  

Kurzfassung der Projektbeschreibung:

Aktuelle 3D Druck Verfahren basieren auf dem Schichtprinzip, wodurch Bauteile Lage für Lage erzeugt werden. Besonders bei den kunststoffextrudierenden Verfahren bringt diese Vorgehensweise Nachteile im Ressourcenverbrauch, der Bauteilbeschaffenheit sowie der Oberflächengüte mit sich.

Das entwickelte Fertigungssystem kann die verfahrensbedingten Einschränkungen der konventionellen FLM-Druckverfahren reduzieren. Hierzu wurden im Rahmen des ZIM Projekts mehrachsige, bauteilgeführte Fertigungsstrategien umgesetzt.

Herkömmliche 3D-Drucker erzeugen 3D-Objekte nach dem Extrusionsverfahren schichtweise durch Auftragen von Kunststoffbahnen. Wesentliche Nachteile bei dieser Fertigungsstrategie sind zum einen die Notwendigkeit von Stützstrukturen bei Überhängen, zum anderen richtungsabhängige Eigenschaften sowie die Treppenstruktur der Oberfläche. Gemeinsam mit der Firma Grip GmbH das LFK ein Fertigungssystem entwickelt, das die sechsachsige Positionierung und Orientierung des Erzeugnisses mit Hilfe eines Gelenkarmroboters ermöglicht. Dadurch kann das Bauteil stützstrukturfrei und somit ressourcenschonend gefertigt werden.
Des Weiteren ist es durch die Variation der Fertigungsrichtung möglich, beanspruchungsgerecht und oberflächenoptimiert Erzeugnisse zu generieren. Das Fertigungssystem kann somit Kosten und Zeit bei der Nachbearbeitung reduzieren und ist durch den Einsatz eines beweglichen Extruders in der Lage großvolumige Bauteile zu erzeugen.