HSS Material Network - Proof of Concept TPU Launhardt

Das HSS Material Network ist ein interdisziplinäres Netzwerk von ausgewählten Experten, die sich der Flexibilisierung und Beschleunigung der Entwicklung und Qualifizierung neuer Polymermaterialien für das additive Fertigungsverfahren High Speed Sintering (HSS) widmen.

Die VX200 HSS von voxeljet ist als Open Source 3D-Drucksystem konzipiert und gewährt vollen Zugriff auf Prozessparamater und Temperaturmanagement, um den additiven Fertigungsprozess und das Material bestmöglich aufeinander abzustimmen. Das HSS Material Network bietet Kunden eine flexible und risikoarme Outsourcing-Option für die Materialentwicklung additiver Fertigungstechnologien. Die Ergänzung der Kompetenzen der Partner des HSS Material Networks ermöglicht Unternehmen jeder Größe eine einzigartige Unterstützung, angefangen von einer ersten Eignungsprüfung, über eine spezifische Entwicklung und Parametrisierung bis hin zu einer Zertifizierung oder marktreifen Qualifizierung des Materials. Hier stellen wir Ihnen unsere Partner, Projekte und Proof of Concepts vor.

Proof of Concept III – TPU Launhardt

Kunde/Materialhersteller: Launhardt GmbH
Entwicklung & Qualifizierung: Projektgruppe Prozessinnovation des Fraunhofer IPA / Lehrstuhl Umweltgerechte Produktionstechnik der Universität Bayreuth

2. Für welche Anwendungen (Industrien, Produkte) ist Ihr TPU geeignet?

Das Launhardt TPU ermöglicht die Fertigung unterschiedlichster Bauteile wie z.B. Faltenbälge, Dichtungsprofile, Maschinenfüße oder gar Schuhsolen und orthopädische Bauteile. Die weiche und raue Oberfläche ermöglicht die Fertigung haptisch ansprechender Oberflächen. Beispielsweise können Lederimitate gefertigt werden.

Die Möglichkeit der chemischen Glättung bewirkt eine Versiegelung der Oberfläche und darüber hinaus die Funktionalität von mediendichten Bauteilen (z.B. Dichtelemente).

3. Welche Eigenschaften Ihres TPU's lassen sich durch additive Fertigung beeinflussen/optimieren? Welche Rolle spielen Graustufen? Erweitern sich dadurch Anwendungsgebiete? Wenn ja, inwiefern (Märkte, Produkte)?

Mit der Anwendung von Graustufen während der Verarbeitung lässt sich die Shore Härte direkt beeinflussen. Auf diese Weise lassen sich Bauteile mit steifen und weicheren Strukturen in einem Bauteil wirtschaftlich umsetzen. Diese gradierte Bauteileigenschaften könnten beispielsweise bei elastischen und dämpfenden Lattice-Strukturen zum Einsatz kommen wie sie z.B. für Sportartikel (Schuhe, Rucksack, Sattel, etc.) eingesetzt werden.

4. Welche Stärken/Schwächen zeichnet HSS bei der Verarbeitung von Ihrem TPU aus? Insbesondere im Vergleich zu anderen additiv Technologien wie dem SLS?

Da TPU sehr langsam die Energie zum Aufschmelzen absorbiert, eignet sich für die saubere und stabile Verarbeitung von TPU ganz besonders der HSS Prozess. Anders als beim SLS wird die Energie hier physikalisch langsam eingetragen, sodass das thermoplastische Material ausreichend Zeit hat, um aufzuschmelzen, sich interlaminar zu verbinden ohne die Entstehung von Rauch. Da hierdurch die Verarbeitungsgeschwindigkeit nicht reduziert wird, ermöglicht der HSS Prozess eine wirtschaftliche und stabile Verarbeitung des Launhardt TPU’s.

5. Welche weiteren Schritte sind bei/nach der Materialanalyse geplant? Wird das Material vollständig entwickelt/qualifiziert?

Da wir unser weiches TPU Material auch selber verarbeiten (bisher im SLS) und damit die bestmöglichen Bauteileigenschaften für unsere Kunden erzielen, ist bei uns die Diversifizierung auf neue und vielversprechende pulverbasierte additive Fertigungsverfahren geplant. Hier ist insbesondere das HSS Verfahren sehr attraktiv, da der Prozess schnell, kalkulierbar und stabil abläuft und individuelle Bauteileigenschaften ermöglicht.

Das TPU der Launhardt GmbH gehört zu den weichsten am Markt. In Kombination mit dem HSS Graustufendruck, können die Materialeigenschaften, durch verändern des gedruckten Tintenvolumens, in alle drei Dimensionen beeinflusst werden. So ist es Möglich unabhängig der Geometrie, unterschiedliche Materialeigenschaften wie bspw. Härtegerade in ein Bauteil einzuarbeiten.