Der schnellste 3D-Drucker der Welt

© Fraunhofer IWU

Auf Messen werden sie gerne genutzt: 3D-Drucker, die kleine Souvenirs schichtweise aus geschmolzenem Kunststoff aufbauen. Bis zu einer Stunde kann es dauern, so ein Mitbringsel im Hosentaschenformat herzustellen. Viel zu langsam, um damit Bauteile in Großserien herzustellen. Ein System des Fraunhofer IWU ändert dies und revolutioniert damit den 3D-Druck.

Für die Fertigung eines 30 Zentimeter hohen Bauteils aus Kunststoff benötigt die Highspeed-Technologie namens SEAM lediglich 18 Minuten. Werkzeughersteller, aber auch die Automobil- und Luftfahrtbranche profitieren von dem neuartigen 3D-Drucker, der eine um den Faktor 8 gesteigerte Prozessgeschwindigkeit erreicht.

Der Schlüssel dazu ist die Kombination von Werkzeugmaschinen-Technologie mit 3D-Druck: Zur Verarbeitung des Kunststoffs wird eine eigens konstruierte Einheit verwendet, die das Rohmaterial aufschmilzt und mit einer hohen Austragsleistung ausstößt. Diese installierten die Wissenschaftler über einer Bauplattform, die sich mithilfe des Bewegungssystems einer Werkzeugmaschine auf sechs Achsen schwenken lässt – eine bislang einzigartige Kombination. Auf der Bauplattform wird der heiße Kunststoff in Schichten abgelegt. Das Bewegungssystem der Maschine sorgt dafür, dass die Plattform so unter der Düse entlanggleitet, dass die zuvor programmierte Bauteilform erzeugt wird. Der Tisch lässt sich mit einer Geschwindigkeit von einem Meter pro Sekunde in die X-, Y- sowie Z-Achse bewegen und auch um bis zu 45 Grad kippen.

Pro Stunde werden bis zu sieben Kilogramm Kunststoff durch die heiße Düse mit dem Durchmesser von einem Millimeter gedrückt. Die vergleichbaren 3D-Druckverfahren Fused Deposition Modeling oder Fused Filament Modeling erreichen in der Regel nur 50 Gramm Kunststoff pro Stunde. Die Besonderheit: SEAM verarbeitet statt teurem und energieintensiv hergestellten FLM-Filament rieselfähiges, preisgünstiges Standard-Kunststoffgranulat zu belastbaren, faserverstärkten, bis zu mehrere Meter großen Bauteilen. Auf diese Weise lassen sich auch die Materialkosten senken, und zwar um das 200-fache.

Der ultraschnelle 3D-Drucker hat auf der Hannover Messe 2019 Premiere. Besucher können ihn vom 1. bis 5. April 2019 am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand (Halle 2, Stand C 22) in Aktion erleben.