3 Anwendungsbeispiele – wie Sie von additiver Fertigung von Hochleistungspolymeren profitieren können

Mai 18, 2018

Die Einführung von reinen und verstärkten Hochleistungsthermoplaste in das Materialportfolio der additiven Fertigung, hat es Industrien mit hohen Anforderungen an Produktqualität und Performance ermöglicht, den 3D-Druck sinnvoll in ihren Workflow zu implementieren. Apium PEEK 450, CFR PEEK, und PEI 9085 (ULTEM) sind marktführende Materialien für den industriellen 3D-Druck. Der Einsatz von additiver Fertigung innerhalb einer Wertschöpfungskette, entweder als separates oder hybrides Produktionswerkzeug, kann die Produktivität deutlich steigern oder das Wachstum eines Unternehmens beschleunigen.

Die AM-Branche erfährt ein großes Interesse von zahlreichen Industrien; vor allem aufgrund der Möglichkeit zur Kostenminimierung und der verkürzten Produkteinführungszeit. Einige Unternehmen müssen sich vor dieselben typischen Herausforderungen stellen, die aus der Produktion mit konventionellen Fertigungsmethoden hervorgehen. Diese Herausforderungen grenzen an:

  • hohe Kosten und lange Lieferzeiten für Modelle mit komplexen Geometrien und modellinneren Kanälen
  • Schwierigkeiten bei Tests von mehreren Designiterationen und Funktionsintegration in Komponenten
  • hohe Kosten bei geringen Stückzahlen oder Sonderanfertigungen.

Das Ziel dieser Abhandlung ist es, einige spezifische Anwendungen und Möglichkeiten aufzuzeigen, mit denen das additive Schmelzschichtverfahren (FFF) in Kombination mit Hochleistungsmaterialien optimal eingesetzt werden kann, um die Fertigungsleistung zu optimieren.

Der Prototypenbau in Forschung und Entwicklung (F&E)

In dynamischen und intelligenten Prozessketten von F&E-Infrastrukturen sind herkömmliche Fertigungsmethoden oftmals zu statisch, um auf mehrere experimentelle Designiterationen zu reagieren. Im Bereich des Motorsports, wo eine agile Produktentwicklungsstrategie ein Muss ist, bieten additive Fertigungsmethoden, wie beispielsweise FFF, die notwendige Flexibilität. Durch die Möglichkeit,  Modell- und Geometrievariationen mit nur einem einzigen Werkzeug herzustellen, kann der Anwender enorme Kosten- und Zeiteinsparungen erzielen.

Die Leichtbau-Produktion

In Anbetracht der Tatsache, dass PEEK in Leichtbauanwendungen dazu fähig ist, in einem Temperaturbereich von typischerweise -196°C bis 260°C sogar Metalle zu ersetzen, bietet Apiums PEEK und 3D-Drucktechnologie ein großes Potential für die Leichtbau-Produktion. Der Einsatz von computergestützten Konstruktionen, die sich auf organische Geometrien und Hohlräume innerhalb eines Bauteils konzentrieren, führt zu einer geringeren Eigenspannung sowie zu einer Reduktion der Gesamtmasse. Das Bild in Abb. 1 zeigt eine topologisch optimierte Halterung, gedruckt aus Apium CFR PEEK, bei der Apiums Experten das Gesamtgewicht um 43% reduzieren konnten.

Herstellung von Formen und Werkzeugen

Die Herstellung von komplexen Spritzgusswerkzeugen mit konventionellen Fertigungsverfahren kann ein sehr kostenintensiver Prozess sein. Um einen Break-even-Point in Produktionen, insbesondere bei kleinen bis mittleren Losgrößen zu erreichen, bieten die additive Fertigung und die Apium P-Serie signifikante Effekte:

  • die Implementierung von modellinneren Strukturen innerhalb der Werkzeuge ohne aufwendige Nachbearbeitung führt zu effektiveren Abkühlphasen, was die Zeit eines Durchlaufs deutlich reduziert
  • durch die Minimierung von Materialverlust und tagesgleichen Vorlaufzeiten, erhält man kostengünstige Spritgussformen und Werkzeuge.

Die Technologie von Apium für Ihren Erfolg

Hochleistungskunststoffe weisen in der Regel Eigenschaften auf, die sie für eine Vielzahl von industriellen Anwendungen besonders geeignet machen. Mit dieser Werkstoffklasse lassen sich Lösungen für spezifische Anforderungen, Bedürfnisse und Funktionen in der Industrie realisieren. Apium bietet ein aufeinander abgestimmtes Materialportfolio, das eine Vielzahl von Anforderungen optimal erfüllt. Endanwender können die Möglichkeiten des additiven Schmelzschichtverfahrens bequem testen und sich so einen nachhaltigen Wettbewerbsvorteil sichern.

Erfahren Sie mehr über die hier genannten Anwendungen in unserem eGuide: 3 Anwendungsbeispiele – wie Sie von additiver Fertigung von Hochleistungspolymeren profitieren können

ULTEM ist eine Handelsmarke der SABIC GLOBAL TECHNOLOGIES B.V.

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