3D-Drucker 14.02.2021, 10:44 Uhr

Passgenaue Kunststoff-Teile für den Leichtbau

Der Markt von 3D-Druckern wächst stetig. Die Technik macht es beispielsweise möglich, filigranere Bauteile zu fertigen. Um solche Druckerzeugnisse leicht, dabei aber auch stabil und fest zu machen, sind faserverstärkte Kunststoffe oft das Mittel der Wahl.
Das Team um den Ingenieur Miaozi Huang beschäftigt sich mit der 3D-Drucktechnik.
(Quelle: Koziel/TUK )
Auch Kaiserslauterer Ingenieure an der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) beschäftigen sich mit diesem Material und der Technik. »Wir arbeiten daran, Produkte aus Kunststoff mit dem 3D-Druck derart herzustellen, dass diese optimal für ihre Verwendung sind«, sagt Miaozi Huang, Doktorand am Lehrstuhl für Verbundwerkstoffe bei Professor Dr. Alois Schlarb im Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik.
Das Besondere: Zum Einsatz kommen bei ihren faserverstärkten Kunststoffen sogenannte Endlosfasern. Diese werden als Ganzes – ähnlich wie eine Schnur – in den Kunststoff eingebaut. Bei anderen Verfahren werden solche Fasern nicht am Stück, sondern als einzelne Mikropartikel beigemischt. Die Kunststoffe, bei denen Endlosfasern Verwendung finden, haben einen klaren Vorteil, wie der Doktorand erläutert: »Dadurch ist das fertige Produkt deutlich stabiler. Es besitzt eine höhere Steifigkeit.«
Das Team um Huang befasst sich damit, den Druckprozess zu verbessern. Auch prüfen die Ingenieure, wie die Parameter am Drucker eingestellt sein müssen, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Dazu zählen beispielsweise Temperatur, Schichthöhe oder Druckgeschwindigkeit. Wichtig sind in diesem Zusammenhang außerdem der Aufbau und die Ausrichtung der einzelnen Kunststoff-Schichten. Darüber hinaus experimentieren die Wissenschaftler mit unterschiedlichen Kunststoffen, die sie zum Teil selbst entwickelt haben.
Vor allem für den Leichtbau ist das interessant: An Karosserien und den Antrieben von Fahrzeugen oder den Hebeln von Fahrrädern ließe sich beispielsweise gezielt Material sparen. Nur an Stellen, an denen die Bauteile einer hohen Belastung etwa durch Druck ausgesetzt sind, können sie verstärkt werden, exakt nach dem Vorbild der Natur. Auf der Hannover Messe stellen die Forscher ihre Arbeit und ihren 3D-Drucker vor.



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