8. November 2019

Hochleistungs-Faserverbundkunst­stoff aus dem 3D-Drucker

Wissenschaftler des ILK der TU Dresden stellen endlosfaserverstärkten Verbundkunststoff aus Kohlenstofffasern und PEEK (Polyetheretherketon) her.

Wissenschaftler des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden entwickelten eine modulare generative Fertigungsanlage. Die neuartige Anlage verarbeitet Verstärkungsfasern wie Kohlenstoff- und Glasfasern sowie Hochleistungskunststoffen wie PA6 und PEEK. Sie wird im Innovationslabor für generative Fertigung des ILK eingesetzt, arbeitet ganz ohne Bauraumbeheizung und mit einem modularen Dualextrusion-Systemdruckkopf. Durch das werkzeuglose Fertigungskonzept und der effizienten, materialsparenden Schichtbauweise erweitert die Anlage den Multimaterial-Baukasten des Instituts um ein weiteres zukunftsweisendes Fertigungsverfahren.

Fused-Layer-Modeling-Verfahren mit besonders hohem Faservolumengehalt
Durch eine nahezu grenzenlose Formfreiheit der additiven Fertigung, kombiniert mit den Vorteilen der Faserkunststoffverbunde, birgt die daraus resultierende generative Fertigung ein hohes Potenzial für den Multimaterial-Leichtbau, insbesondere für die Gestaltoptimierung von Strukturbauteilen. Die Basis der neuen Fertigungsanlage bildet das FLM-Verfahren (Fused-Layer-Modeling). Mit FLM wird ein Objekt schichtweise aufgebauen. Innerhalb der einzelnen Bereiche lassen sich verschiedene Materialien kombinieren. Da die Eigenschaften unverstärkter Polymere gerade bei größeren Bauteilen nicht ausreichen, ist die Verstärkung durch Kurz-, Lang- und Endlosfasern besonders interessant. So ist der Systemdruckkopf in der Lage, Hochleistungsmaterialien effizient zu verarbeiten und erreicht hierbei einen besonders hohen Faservolumengehalt. In Kombination mit einer sehr geringen Bauteilporosität können so extrem hohe Steifigkeiten bei gleichzeitig hoher Festigkeit in der generativen Faserverbundstruktur erreicht werden.

Erfahren Sie mehr über den gedruckten Hochleistungs-Faserverbundkunst­stoff in den ILK-Nachrichten.


Foto ©TUD/ILK: ILK-Wissenschaftler Andreas Borowski prüft ein generativ gefertigtes endlosfaserverstärktes CF-PEEK-Bauteil.

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