3D-Druck & Fahrzeuge - Passt das zusammen?

3D-Druck - Vorurteile, Materialien und Druckverfahren Teil 2

[3d_WorX]

filament

Teil 2 der Materialen im FDM Druck (Kunstoffschmelzverfahren)

Ergänzend zu den in Teil 1 erwähnten Materialien, gibt es noch unzählig viele weitere. Ein kleiner Teil davon:

PLA+, ABS+, TPU, PVB, PC, PP, PLA-HT, PEN-PET, PA6, PA12 und natürlich gibt es das meiste auch Kohlefaserverstärkt in der Variante -CF. Und natürlich gibt es sogar Materialien mit Kupfer oder Stahlanteil.

All diese Materialen haben ein gemeinsames Ziel und sind aus einem bestimmten Grund entwickelt worden: Bestehende technische Anforderungen in Verbindung mit Druckbarkeit.

Auf ein Material möchte ich jedoch noch besonders eingehen: Nylon (Polyamid) PA6 und PA12

Nylon, was eigentlich nur der Handelsname des Kunststoffkonzerns Dupont war, ist auch als Polyamid bekannt. Das Material hat viele für den Fahrzeugbau und andere technische Anwendungen bestens geeignete Eigenschaften. Einige davon sind:

- hoch Temperaturbeständig (~170°)

- Öl- und Kraftstoff beständig

- Verschleißfest

- Bricht nicht leicht

- Schlag zäh

- hohe Gleiteigenschaften

Klingt gut oder? Ist es auch. Es gibt jedoch einen riesigen Nachteil. Das Zeug ist Hygroskopisch, bedeutet es zieht Wasser. Es muss also immer getrocknet werden um es gut verarbeiten zu können.

Der zweite Nachteil: Die Stabilität des Teils ist richtungsabhängig. In Schichtrichtung ist es extrem widerstandsfähig, auf Scheerkräfte quer zu den Schichten reagiert es aber meist mit Rissen.

Und genau da kommen wir langsam weg vom normalen Heimdrucken und betreten das Gebiet der Industriedrucker: SLS oder auch Selektives Laser Sintern

Lasersintern ist ein generatives Schichtbauverfahren. Durch Verwendung eines Lasers werden Bauteile in ein dünnlagig aufgebrachtes Pulver "eingeschmolzen". Gussformen, hochkomplexe Modelle, Prototypen usw. lassen sich auch in großer Stückzahl herstellen. Dabei werden die Limitierungen des FDM Drucks von PA6 / PA12 umgangen. Die Teile weisen eine um ein vielfachen höhere Belastbarkeit auf.

Ja gut dann kauf ich mir halt sowas? Naja die SLS Drucker sind recht teuer. Das geht los bei ca. 10k€ aufwärts. Und dafür brauch ich schon einen Grund um so viel Geld auszugeben.

Mehr in Teil 3

[joese]

Zitat: "Der zweite Nachteil: Die Stabilität des Teils ist richtungsabhängig. In Schichtrichtung ist es extrem widerstandsfähig, auf Scheerkräfte quer zu den Schichten reagiert es aber meist mit Rissen."

Das ist kein "Nachteil" von Polyamid, sondern eine typische Eigenschaft, die für alle Thermoplaste gilt: Makromoleküle des Kunststoffs richten sich immer in Scherrichtung aus. Durch das Ausrichten ( auch "Recken" genannt) steigt die Zugfestigkeit stark an, was man sich z.B. beim Recken von Kunststofffolien zunutze macht.

Beim selektiven Lasersintern habe ich diese Ausrichtung nicht, aber wenn ich das richtig verstehe, dann habe ich beim SLS überhaupt keine Ausrichtung...

Ich habe also keine hochbelastbare Richtung und eine niedrig belastbare Richtung, sondern zwei niedrig belastbare Richtungen, oder?

Ich tue mich schwer hier einen Vorteil zu erkennen...

[3d_WorX]

"Beim selektiven Lasersintern habe ich diese Ausrichtung nicht, aber wenn ich das richtig verstehe, dann habe ich beim SLS überhaupt keine Ausrichtung...

Ich habe also keine hochbelastbare Richtung und eine niedrig belastbare Richtung, sondern zwei niedrig belastbare Richtungen, oder?"

Genau das Gegenteil ist der Fall. Beim SLS verfahren gibt es ja auch "Schichten". Durch das Laserschmelzen verbinden sich diese Schichten aber deutlich besser als im FDM verfahren. Es wird quasi ein solides Teil und das ist dann in alle Richtungen höher belastbar und nicht nur in eine...

Ein Vorteil also.