IKT: Entwicklung eines neuartigen Filamentextruders zum 3D-Drucken

Das Institut für Kunststofftechnik (IKT) der Universität Stuttgart entwickelte einen neuartigen Extruder, der ein Filament mit Hilfe einer drehenden Schnecke verarbeitet und dadurch einsatzfähig für die roboterbasierte additive Fertigung mit hohem Durchsatz sein soll. Wie das IKT weiter mitteilt, wurde hier nun erstmals ein Mini-Extruder mit hohem und zugleich konstantem Schmelzeausstoß realisiert.

Der Filamentextruder besitzt eine spezielle Einzugszone, mit der es möglich ist, ein Filament durch Rotation der Schnecke im Zylinder zu fördern. Die Förderung wird durch eine konische Ausführung der Schnecke bzw. des Zylinders ermöglicht. Eine spezielle Führungsnut in der Schnecke und ein genuteter Zylinder führen zu einer Zwangsförderung, die die Einzugszone fördersteif macht. Auf die Förderzone des Extruders folgt eine Plastifizierzone, an die das Filament als Feststoffblock übergeben wird (siehe Bild 1).

Bild 1: Aufbau des Filamentextruders - (Bild: IKT).

Eine maximale Aufschmelzleistung sowie Energieeffizienz wird durch die Verwendung einer Barriereschnecke in Kombination mit einem genuteten Plastifizierzylinder erreicht. Die Ausstoßleistung wird für den entwickelten Extruder bis zu 5 kg/h angegeben.

Bild 2: Ausstoßleistung mit ABS-Filament bei unterschiedlichen Werkzeugen - (Grafik: IKT).

Die Verarbeitung des Filaments soll zum einen eine hochpräzise Ausstoßleistung ergeben, zum anderen aber auch die Möglichkeit, unabhängig von der Lage des Extruders drucken zu können, wodurch alle Freiheitsgrade für die Robotersteuerung und -bewegung gegeben sein sollen.

Nach ersten erfolgreichen Druckversuchen durch eine roboter-basierte Steuerung sollen nun im nächsten Schritt großformatige Bauteile gedruckt werden. Hierzu ist noch Entwicklungsarbeit für die Steuerung und die Synchronisation zwischen Extruderbewegung und Ausstoßmenge notwendig, das in einem weiteren Projekt erarbeitet werden soll. Dafür ist das IKT auf der Suche nach Projektpartnern, die eine Anwendung für großformatige Bauteile mittels Strangablegeverfahren beisteuern könnten. Interessenten wenden sich bitte direkt an Philipp Thieleke (philipp.thieleke@ikt.uni-stuttgart.de).

Weitere Informationen: www.uni-stuttgart.de, www.ikt.uni-stuttgart.de

Universität Stuttgart, Institut für Kunststofftechnik (IKT), Stuttgart

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