Fraunhofer UMSICHT: Neuer TPU-Werkstoff für generative Fertigung

Fraunhofer UMSICHT hat einen Werkstoff für generative Fertigungsverfahren auf Basis von thermoplastischem Polyurethan (TPU) entwickelt. Das Material ist im selektiven Lasersinterverfahren verarbeitbar, besitzt hohe Festigkeiten bei hoher Flexibilität. Der Prototyp eines Laufschuhs mit gesinterter TPU-Außensohle wird erstmals auf der Euromold 2012 präsentiert.

Generative Produktionstechniken erlauben den formenlosen Aufbau von Bauteilen – Schicht für Schicht. Kleinserien können somit schnell und wirtschaftlich realisiert werden. Beim selektiven Lasersintern (SLS), einem generativen Fertigungsverfahren, schmilzt ein Laser computergesteuert pulverförmiges Ausgangsmaterial. Ist eine Schicht komplett gezeichnet, wird neues Pulver aufgetragen und verschmolzen. So wächst das Werkstück mit beliebiger dreidimensionaler Geometrie.

Werkstoffpalette um TPU-Material erweitert
Fraunhofer UMSICHT hat demnach einen neuen Werkstoff auf Basis von thermoplastischem Polyurethan (TPU) entwickelt, der die Werkstoffpalette thermoplastischer Lasersinterpulver erweitert. Die Kombination aus hoher Festigkeit, Flexibilität und Abriebbeständigkeit des Materials eröffnet neue Anwendungsmöglichkeiten für generative Verfahren. So entstehen über die TPU-Sinterpulver flexible, hoch belastbare Bauteile innerhalb von wenigen Stunden. Durch Anpassung der Laserleistung beim Sinterprozess besteht zudem die Möglichkeit, Gradienten im Bauteil aufzubauen, vom sehr elastischen Schaum im Inneren bis zum festen Material an der Außenseite.

Neue Anwendungen für generative Verfahren
„Schläuche im Automobilbereich sind optimal mit dem Material herstellbar, ebenso wie pneumatische Strukturen an Roboterwerkzeugen. Im orthopädischen Bereich sind maßgefertigte Schuhe denkbar, die individuell um den Fuß wachsen“, schwärmt Marcus Rechberger, einer der Materialentwickler, von den Möglichkeiten des neuen Werkstoffs.

Fraunhofer-Allianz „Generative Fertigung“
Die Fraunhofer-Allianz „Generative Fertigung“ bündelt die Kompetenzen von elf Fraunhofer-Instituten und entwickelt innovative Konzepte für die Anwendung generativer Fertigungstechnologien. Mit der Allianz sieht sich die Fraunhofer-Gesellschaft in der Lage, ganzheitliche Lösungen in der Produktentwicklung durch die Abbildung der gesamten Prozesskette anzubieten. Neben den generativen Kernprozessen umfassen sie vor- und nachgelagerte Prozesse: die Prozessvorbereitung, inkl. das Erfassen und Aufbereiten von Daten, sowie die finale Eigenschaftsgenerierung für einsatzfähige Produkte.

Weitere Informationen: www.umsicht.fraunhofer.de

Euromold 2011, Frankfurt, 29.11.-02.12.2011, Halle 11.0, Stand C66

Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik Umsicht, Oberhausen

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