Lehvoss: Fortschritte mit faserverstärktem Polyamid für das Pulverbettverfahren

Lasergesinterte Bauteile aus „Luvosint PA613 9711 CF“ – (Bild: Lehvoss Group).

Für den industriellen 3D-Druck werden Kunststoffmaterialien benötigt, die als gedruckte Bauteile dem Leistungsniveau von spritzgegossenen Bauteilen entsprechen. Dies gilt als Schlüssel, um ohne großen Qualifizierungsaufwand und Konstruktionsanpassungen für Sonderbauteile oder im Ersatzteilmarkt Anwendung zu finden. Zu den Standardwerkstoffen der Kunststoffindustrie gehören aber vorrangig PP GF10, PP GF30 oder PA6 GF30 – also faserverstärkte Materialien.

Pulverbettverfahren wie das Lasersintern bieten fast unbegrenzte geometrische Freiheit beim Druck auch von komplexen Bauteilen. Bei verstärkten Polymeren in Pulverform werden die Fasern trocken in die Kunststoffpulver eingemischt. Ungebundene und sehr dünne Fasern oder mineralische, mikroskopisch-dünne Nadeln sind aber aus Arbeitsschutzsicht riskant im Umgang und erhalten aus diesem Grund keine interne Freigabe bei industriellen 3D-Druck-Verarbeitern. Die Fasern müssen allerdings in die Partikel.

Lehvoss hat nun in Kooperation mit Evonik ein PA613 mit eincompoundierter Carbonfaserverstärkung entwickelt. Das Basispolymer PA613 wurde von Evonik speziell für das Lasersintern entworfen. Als solches zeichnet es sich durch eine geringe Feuchteaufnahme, hohe Temperaturstabilität und – anders als PA6 – durch hohe Prozessstabilität im Lasersintern aus. Die Faserverstärkung besteht aus hochfesten XCF-Fasern, die bislang in „LuvocomXCF“-Produkten für das Spritzgießen eingesetzt werden. Bei der Pulverherstellung wurden partikeltechnisch neue Wege gegangen, um die Faserlängen im einzelnen Partikel bestmöglich zu erhalten.

Das Drucken des „Luvosint PA613 9711 CF“ erfordert 195°C Bauraumtemperatur, wodurch sich Standard-Lasersintermaschinen für die Verarbeitung eignen. Das Material absorbiert die Wellenlängen von CO2-, Dioden- oder Faserlasern. „Die Tatsache, dass bei ersten Automotive-OEMs bereits eine Qualifizierung für die Ersatzteilfertigung erfolgt ist, zeigt, dass wir auf einem guten Weg sind. Dennoch braucht es im Lasersintern noch einiges an Innovationswillen für die Entwicklung von noch weiteren industrierelevanten Werkstoffen – samt hierfür optimierter Maschinen – um den industriellen 3D-Druck in die ‚Serie‘ zu bringen!“, sagt Dr. Marcus Rechberger, Produktmanager für ‚Luvosint‘ bei der Lehvoss Group.

Weitere Informationen: www.lehvoss.de, www.evonik.de

Lehmann&Voss&Co. KG, Hamburg

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