Neuer Druckkopf macht 3D-Druck schneller

Ein Forscherteam von der Technischen Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm hat einen Druckkopf entwickelt der schneller arbeitet, weil er im Gegensatz zum bisher üblichen 3D-Druck ein Werkstück in einem Arbeitsgang auch aus verschieden dimensionierten Kunststofffäden herstellen kann.

Foto: TH Nürnberg.
Foto: TH Nürnberg.
Claudia Leistritz

Bisher war es nicht möglich, in der additiven Fertigung für industrielle Produktionen unterschiedlich breite Kunststoffschichten in einem einzigen Prozesschritt zu drucken. Die Bauteile werden üblicherweise vom Druckkopf aus dünnen Fäden von geschmolzenem Kunststoff zusammengesetzt, die eine Schicht ergeben und sich beim Trocknen fest verbinden. Dabei arbeiten feine Düsen zwar gut die Details heraus, sind aber viel langsamer als die groben Düsen, die zwar schnell arbeiten, bei denen dann aber die Feinheiten verloren gehen.

Bisher gab es keine Düse, bei der sich der Durchmesser der extrudierten Kunststofffäden variabel einstellen liess, um komplexe Werkstücke in einem Arbeitsprozess sowohl detailgenau wie auch möglichst effizient herzustellen. Der Düsenkopf musste immer zeitaufwendig ausgetauscht und zudem der ganze 3D-Drucker neu ausgerichtet und eingestellt werden. Bisherige Versuche mit aus mehreren Düsen bestehenden Druckköpfen scheiterten durch deren Undichtigkeit, die das Ergebnis verschmierte.

Prof. Dr. Michael Koch von der TH Nürnberg und sein Team haben nun laut Pressebericht eine Möglichkeit entwickelt, die übliche runde Düsenbohrung durch eine ovale und eine rechteckige zu ergänzen sowie den Druckkopf mit Schwenkeinrichtung zu versehen. So könne der Drucker ohne Pause die je nach Erfordernis benötigte Fadenstärke hervorbringen und in einem Arbeitsschritt sowohl größere Flächen als auch kleine Details produzieren. Höhere Effizienz und Schnelligkeit seien die Folge – ein Ergebnis, das wegen der geringen Kosten beim 3D-Druck vor allem kleinen und mittleren Unternehmen entgegenkommt.

Die Forschung in diesem Bereich wird von der Staedtler Stiftung mit 40.000 Euro gefördert.

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