Die Situation

Additive Fertigungsverfahren sind auch unter dem Begriff Rapid Manufacturing bekannt. Rapid assoziiert die schnelle Herstellung beispielsweise von Leichtbauteilen. Das ist auch das Ziel. Aktuell gängige Verfahren für diese Art des 3D-Drucks zum Beispiel mit Polymeren sind das Lasersintern und FDM - Fused Deposition Modeling (Schmelzschichtung). Bei beiden Methoden wird Schicht für Schicht aufgebracht und miteinander verschmolzen. Die Geschwindigkeit des Prozesses ist dabei abhängig von der Zeit, die das Material zum Abkühlen benötigt. Das ist insgesamt zu langsam und kostenintensiv für einen Einsatz im industriellen Maßstab.

Das Projekt

Würde man jedoch für die Schmelzschichtung spezielle Multifilamentgarne mit einer thermoplastischen Ummantelung als Druckmaterial einsetzen, könnte ein erheblich schnellerer und kostengünstigerer (auch Vielfarb-)Druck möglich werden. Ein zusätzlicher positiver Effekt wäre eine sehr hohe mechanische Belastbarkeit, die durch die dabei entstehende Endlosfaserverstärkung der Bauteile gewährleistet wäre. Zusätzlich könnten Materialien wie Carbon, Aramid oder Glasfasern die Verstärkung lokal noch erhöhen.

Der Nutzen für den Mittelstand

Mit den angestrebten Forschungsergebnissen können Kunststoffbauteile nachhaltiger und individualisierbar produziert werden. Der FDM-Druck kann mit verbesserten mechanischen Eigenschaften gegenüber reiner Schmelzextrusion Marktanteile gewinnen. Die höhere Produktivität senkt die Kosten für Kunststoffbauteile und verringert die Lücke zum Spritzguss. Von den Projektergebnissen profitieren Faserverarbeiter, Hersteller von Technischen Textilien, die Automobilindustrie, der Maschinenbau und der Heimtextiliensektor.

Beteiligte Forschungseinrichtung/en:

Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf - ITCF

Förderung:

Förderprogramm: BMWi/IGF

Projektstart: 01.04.2020

Laufzeit: 24 Monate

Fördersumme: 223 416 €

IGF-Nr. 21163 N

Projektbegleitender Ausschuss:

Textiler

Maschinenbau

Additive Fertigung

Garnhersteller

Textilhilfsmittelhersteller