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03.08.2017 | Materialentwicklung | Im Fokus | Onlineartikel

3D-Druck jetzt auch mit Fluorpolymeren

Autor:
Dieter Beste

In der additiven Fertigung entscheiden die Eigenschaften der verwendeten Pulver über die Qualität der gedruckten Bauteile. Jetzt gelingt der 3D-Druck auch mit Hochtemperatur-Kunststoffen.

Für die Fakuma, dem Branchentreffpunkt der Kunststoffverarbeitung Mitte Oktober in Friedrichshafen, hat das Technologieunternehmen 3M angekündigt, die additive Fertigung mit Fluorpolymeren vorzuführen. Erstmals können nach Unternehmensangaben im Tochterunternehmen Dyneon vollfluorierte Polymere wie Polytetrafluorethylen (PTFE) mittels 3D-Druck verarbeitet werden. Das neue Verfahren ermögliche die Produktion von Bauteilen und die Integration mehrerer Funktionen in einem Formteil.

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PTFE zählt zu den Hochtemperatur-Kunststoffen, die sich für Bauteile eignen, die einer erhöhten Dauergebrauchstemperatur ausgesetzt sind. Woher diese Eigenschaft rührt, erklärt Springer-Autor Martin Bonnet in "Kunststofftechnik": "Je höher die Bindungsenergie ist, desto höher ist auch die chemische Stabilität bei erhöhten Temperaturen." (Seite 77). So liege die Bindungsenergie zwischen Kohlenstoff und Wasserstoff bei ca. 413 kJ/mol, die zwischen Kohlenstoff und Fluor hingegen bei ca. 489 kJ/mol.

Neue VDI-Richtlinien

Ein wichtiger Schritt hin zu einer größeren Prozessstabilität ist es, Metall- und Kunststoffpulver in den additiven Verfahren mit reproduzierbaren Eigenschaften zu verarbeiten. Dazu hat der VDI jetzt neue Richtlinien der Reihe VDI 3405 veröffentlicht. VDI 3405 Blatt 1.1 widmet sich der Qualifizierung von Pulvern für das Laser-Sintern von Kunststoffbauteilen. In dieser Richtlinie werden konkrete Kenngrößen und Anwendungsempfehlungen gegeben, um die Werkstoffe für die Anwendung zu qualifizieren. Die Kenngrößen und Empfehlungen wurden mit Blick auf den Werkstoff Polyamid 12 (PA12) erstellt. Polyamid 11 (PA11) wurde teilweise ebenfalls explizit berücksichtigt. Ergänzend zu den in VDI 3405 Blatt 1 aufgeführten verschiedenen Prüfverfahren für mit dem Laser-Sinter-Verfahren additiv hergestellte Bauteile wird spezifiziert, welche Kenndaten ein Werksprüfzeugnis für das zu verarbeitende Material enthalten soll und welche weiteren Faktoren die Verarbeitbarkeit des Pulvers beeinflussen. 

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