Neues Netzwerk für 3D-Druck-Polymerqualifizierung – HSS Material Network

Friedberg bei Augsburg, November 2021 – Um mittels additiver Fertigung hochwertige Bauteilqualitäten zu erzielen, müssen das 3D-Drucksystem und das zu verarbeitende Material perfekt aufeinander abgestimmt sein. Um Kunden dabei zu unterstützen, das ideale Material für ihre Anwendung zu identifizieren sowie geeignete Prozessparameter zur Verarbeitung ebendieses zu bestimmen, haben das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, bzw. dessen Projektgruppe Prozessinnovation sowie die Universität Bayreuth bzw. deren Lehrstuhl Umweltgerechte Produktionstechnik und die voxeljet AG, Hersteller von industriellen 3D-Druckern und Anbieter von On-Demand-Dienstleistungen, das HSS Material Network ins Leben gerufen.

Das neue HSS Material Network hat das Ziel, Wissen zu teilen und gemeinsam die Entwicklung von Polymermaterialien für die additive Fertigung zu beschleunigen. Im Workflow des Netzwerks spielt voxeljet eine vermittelnde Rolle und bespricht mit dem Kunden die ersten Anforderungen. Anschließend wird die Verbindung zwischen dem Kunden und der Fraunhofer-Projektgruppe Prozessinnovation von Prof. Dr.-Ing. Frank Döpper hergestellt.

Die Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkte des Fraunhofer IPA liegen insbesondere auf organisatorischen und technologischen Aufgabenstellungen aus der Produktion, während sich die Universität Bayreuth auf theoretische Grundlagenforschung fokussiert. Ein gemeinsamer Schwerpunkt der beiden eng kooperierenden Forschungseinrichtungen bildet die Industrialisierung der additiven Fertigung. Durch diese Kooperation ergibt sich eine optimale Symbiose zwischen anwendungsnaher und grundlegender Forschung, mit der eine große Bandbreite an Forschungs- und Entwicklungsfragen der Industrie beantwortet werden können.

Aus dieser Kooperation heraus bildete sich auch der Campus Additive.Innovationen (CA.I), ein inter- und transdisziplinärer Think Tank an der Universität Bayreuth, in welchem Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler unterschiedlichster Disziplinen, wie bspw. Werkstofftechnik, Produktionstechnik und Chemie, zusammenarbeiten und Unternehmen beraten. Der CA.I bzw. dessen Mitglieder verfügen über zahlreiche verschiedene 3D-Drucksysteme, worunter sich auch eine VX200 HSS von voxeljet befindet. Als vollständig offene Plattform, ist dieser 3D-Drucker mit individuell anpassbaren Parametern ideal dafür geeignet, Druckprozess und Material aufeinander abzustimmen.

„Gerade mittelständischen Unternehmen fehlt es häufig an Equipment, interdisziplinären Fähigkeiten und Ressourcen, um eigene Materialforschung und Technologieoptimierung zu betreiben. Um diese Lücke zu schließen, haben wir den Campus Additive. Innovationen gegründet“, erklärt Döpper. Neben einer Vielzahl unterschiedlicher additiver Fertigungsanlagen hat sich das Forschungsteam unter anderem für die VX200 HSS von voxeljet entschieden. Es ist erforderlich, dass die Fertigungsanlagen über offene Soft- und Hardware-Schnittstellen verfügen, eine individuelle Einstellung aller Prozessparameter und eine freie Programmierung der Prozessschritte ermöglichen. Dieser herstellerübergreifende Maschinenpark bietet die optimale Voraussetzung, um den additiven Fertigungsprozess und das Material aufeinander abzustimmen. „Das HSS Material Network bietet Kunden und Interessierten eine flexible und risikoarme Outsourcing-Option für die Materialentwicklung“, so Döpper weiter.

James Reeves, Global Director für Polymerdruck bei voxeljet, ergänzt: „High Speed Sintering ist eine additive Fertigungstechnologie, die hochproduktiv, flexibel und auch für die Produktion höherer Stückzahlen bestens geeignet ist. Doch das Potenzial der additiven Fertigung ist noch nicht gänzlich ausgeschöpft, solange es noch Materialien gibt, die noch nicht gedruckt werden können. Angesichts der Tatsache, dass wir mehr als 18.000 Polymermaterialien betrachten können, gibt es noch eine Menge Arbeit. Aus diesem Grund haben wir das HSS Material Network ins Leben gerufen. Durch die Zusammenarbeit und den offenen Austausch mit Branchenführern und renommierten Forschungseinrichtungen wie dem Fraunhofer IPA sind wir in der Lage, die Entwicklung neuer Materialien deutlich zu beschleunigen – und das zu einem Bruchteil der Kosten, die alternative Angebote beanspruchen. Kunden erhalten damit eine schnelle und anwendungsorientierte Lösung, die speziell auf ihre Bedürfnisse abgestimmt ist.“

Das HSS Material Network hat Verbindung zum Material Certification Lab von voxeljet, und unabhängige Organisationen, die die Entwicklung und Qualifizierung von Polymermaterialien für das HSS-Verfahren vorantreiben möchten, können sich diesem formlos anschließen. Durch Zusammenarbeit und Wissensaustausch kann so die Entwicklung von Polymerwerkstoffen für die additive Fertigung vorangetrieben werden.