Kunststoffproduzenten entwickeln immer neue Materialien für 3D-Druck-Systeme mit offener Materialplattform. Darüber hinaus qualifizieren 3D-Drucker-Hersteller neue Materialien für ihre Fertigungssysteme oder entwickeln anwendungsspezifische Werkstoffspezialitäten. Wir stellen die jüngsten Entwicklungen vor.

Additiv gefertigtes Befestigungselement aus Luvocom 3F eco PET. (Bild: Lehvoss)

Lehvoss hat seine Produktlinie für den 3D-Druck um ein eco-Material erweitert. Luvocom 3F eco PET besteht zu 90 Prozent aus recyceltem PET – der gegenwärtig höchsten am Markt bekannten Recyclingquote. Wie Lehvoss mitteilt, kann das nachhaltige Material sowohl im FFF- (Fused Filament Fabrication) als auch im FGF- (Fused Granulate Fabrication) Verfahren eingesetzt werden. Wie alle Produkte aus der Produktlinie Luvocom 3F soll es eine sehr gute Verarbeitbarkeit bei ebenso sehr guten Produkteigenschaften besitzen. Zu den Einsatzbereichen zählt die Fertigung von funktionalen Prototypen und Serienteilen in zahlreichen Industrien. Dazu gehört neben dem Maschinen- oder Automobilbau auch die Medizintechnik.

Dieser Industriekanal wurde mit dem neuen Werkstoff Duraform PAx Natural auf dem 3D-Drucker SLS 380 von 3D Systems hergestellt. (Bild: 3D Systems)

Der amerikanische 3D-Drucker-Hersteller 3D Systems und der schweizer Hersteller von Hochleistungspolymeren EMS-Griltech haben gemeinsam ein neuartiges Polyamid-Copolymer für das Selektive Lasersintern (SLS) entwickelt. Wie 3D Systems mitteilt, besitzt Duraform PaX ähnliche Eigenschaften wie spritzgegossene Kunststoffe und zeichnet sich durch eine hohe Schlagzähigkeit bei hoher Bruchdehnung in jede Richtung aus. Da der Werkstoff für das Drucken bei niedrigen Temperaturen (d. h. 120 °C) entwickelt wurde, verkürze sich die Zykluszeit im Vergleich zu anderen Polyamid-Materialien wie PA-11 und PA-12 erheblich. Duraform PaX Natural weise außerdem hohe Wiederverwendungsraten auf – empfohlen wird eine Auffrischungsrate von 30 Prozent. Das Polyamid-Copolymer soll mit jedem handelsüblichen SLS-Drucker verarbeitbar sein. Geeignet ist es für Anwendungen wie orthopädische Hilfsmittel, Werkzeuggriffe, Schienen, Klammern, Scharniere, Flüssigkeitsbehälter und Gehäuse. Werden die Teile durch Dampfhonen nachbearbeitet, sollen sie sich durch eine hervorragende Lichtdurchlässigkeit und eine glatte Oberfläche auszeichnen.

Mithilfe des Multi-Material-Drucks lassen sich die zwei Filamente in einem einzigen Fertigungsschritt zu einem hochstabilen und zugleich reibungsoptimierten Bauteil miteinander kombinieren. (Bild: Igus)

Der Kunststoffspezialist hat mit igumid P190 ein neues Filament für den 3D-Druck entwickelt, das durch die Verstärkung mit Kohlefaser extrem steif und fest ist. Wie Igus mitteilt, wurde igumid P190 speziell als Materialpartner für das tribofilament iglidur i190 im Zwei-Komponenten-3D-Druck entwickelt. Während sich iglidur i190 dank der im Werkstoff inkorporierten Festschmierstoffe durch seine hohe Verschleißfestigkeit und exzellente Lebensdauer auszeichnet, soll das faserverstärkte Filament eine zweimal so hohe Festigkeit und fünfmal höhere Steifigkeit als der Iglidur-Werkstoff bieten. Zum Einsatz könnten die 2K-Bauteile beispielsweise in Greifern kommen. Diese würden dann über einen biegefesten Körper und gleichzeitig flexible Greifflächen für einen sicheren Griff verfügen.

Mit seiner geringen Dichte von 1,25 g/cm³ kann igumid P190 auch einzeln für hochstabile Strukturbauteile oder Sonderanschlusselemente für Energieketten verwendet werden. Laut Igus haben Versuche nach DIN EN ISO 178 im hauseigenen Labor gezeigt, dass das Filament eine Biegefestigkeit von bis zu 237 MPa und ein Biege-E-Modul von 11,5 GPa (flach gedruckt, Drucklinien nach optimaler Festigkeit ausgerichtet, Füllrichtung optimiert) aufweist.

Das Material Developer Upgrade soll für Innovationen sorgen – sei es bei der Anpassung bestehender oder bei der Entwicklung völlig neuer Pulvermaterialien. (Bild: Sintratec)

Mit der Einführung des Material-Developer-Upgrades bietet der Schweizer 3D-Drucker-Hersteller Sintratec eine neue Softwarefunktion für seine Lasersintermaschine Sintratec S2, die Möglichkeiten für die Materialforschung und -entwicklung eröffnet. Wie Sintratec mitteilt, können Konfigurationen in jedem Schritt des Prozesses vorgenommen werden - von der digitalen Teilevorbereitung bis zu verschiedenen Schritten während des Druckes. So besteht für den Anwender die Möglichkeit, insgesamt über 100 Parameter anzupassen. Dazu gehören Slicing-Einstellungen, das Verhalten beim Aufbringen der Schichten, die Laserleistung, die Steuerung der Heizzonen und vieles mehr. Als Highlight sollen die Benutzer die Strategie des Laserpfads mit Skripten vollständig anpassen können.Dank der Modularität des Sintratec-S2-Systems ist eine gleichzeitige Entwicklung mehrerer Materialien möglich.

Anatomische Modelle, die mit dem neuen Stratasys Radiomatrix-Material gedruckt wurden, werden auf CT-Scans und Röntgenbildern radiologisch-realistisch dargestellt. (Bild: Stratasys)

Die Stratasys-Drucker der Digital-Anatomy-Serie können visuelle Vollfarbmodelle und biomechanisch realistische Funktionsmodelle erstellen, die weltweit für Trainingssimulationen, präoperative Planungen und die Entwicklung medizinischer Hilfsmittel eingesetzt werden. Nun hat das Unternehmen das 3D-Druck-Material Radiomatrix für den Polyjet-3D-Drucker J850 Digital-Anatomy entwickelt. Das Material bietet die Möglichkeit, anatomische Modelle zu drucken, die beim Röntgen und CT radiorealistische Eigenschaften aufweisen. Um verschiedene Anatomien nachzuahmen, können die Röntgenopazitätswerte von -30 bis 1.000 Hounsfield Units (HU) gesteuert werden.

Leitfähige Tinten werden in der gedruckten Elektronik eingesetzt. (Bild: Leibniz-Institut für Neue Materialien)

Das INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien hat leitfähige Metall-Polymer-Tinten für den Inkjet-Druck vorgestellt. Wie das INM mitteilt, bestehen die Hybridtinten aus Goldnanopartikeln, die mit leitfähigen Polymeren beschichtet sind, sowie Wasser oder anderen polaren Lösemitteln. Sie eignen sich zum Drucken von leitfähigen Strukturen beispielsweise auf dünnen Polymerfolien, Papier oder Textilien. Eine anschließende thermische oder UV-Behandlung ist hier nicht mehr nötig. Standard-Metalltinten hingegen erfordern ein Sintern nach dem Inkjetdruck, um leitfähig zu werden.

Die vom INM vorgestellten Tinten eignen sich unter anderem für flexible Photovoltaik, Beleuchtung, Touchscreen-Elektronik, tragbare Geräte, Großflächenheizungen, Sensoren und 3D-Konformantennen. Da die Tinten auf Goldnanopartikeln mit guter Biokompatibilität und geringer Toxizität basieren, sollen sie auch für biomedizinische Anwendungen geeignet sein.

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Iglidur i3000 soll den DLP-3D-Druck besonders kleiner und präziser Bauteile mit einer 30- bis 60-fach höheren Lebensdauer als bei herkömmlichen 3D-Druck-Harzen ermöglichen. (Bild: Igus)

Igus führt mit Iglidur i3000 ein Photopolymer speziell für die additive Fertigung von Verschleißteilen im Millimeterbereich ein. Das Tribo-Harz ist für das Digital Light Processing (DLP)-Verfahren geeignet.Mit diesem 3D-Druck-Verfahren können winzige Bauteile additiv gefertigt werden, die ohne Nachbehandlung eine äußerst glatte Oberfläche besitzen. Feinste Details und sogar innere Kanäle lassen sich einfach realisieren. Bei Verwendung des neuen Photopolymers können Nutzer dieser 3D-Druck-Technik nun von der Tribo-Technologie von Igus profitieren. Der Wartungsaufwand für Schmierarbeiten liegt bei den additiv hergestellten Bauteilen bei null. Denn in das Material sind mikroskopisch kleine Festschmierstoffe integriert, die sich bei Bewegung selbstständig freisetzen.

Inconel 625 steht jetzt für die additive Fertigung im Bound Metal Deposition (BMD)-Verfahren auf dem Studio System 2 von Desktop Metal zur Verfügung. (Bild: Desktop Metal)

Inconel 625 (IN625) ist eine Hochleistungs-Nickellegierung, die für ihre hohe Festigkeit, Temperaturbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit bekannt ist. Die hohe Festigkeit macht den Werkstoff aber auch schwer verarbeitbar. Wie Desktop Metal mitteilt, steht Inconel 625 nun für die additive Fertigung im Bound Metal Deposition (BMD)-Verfahren auf dem Studio System 2 zur Verfügung. Das bietet Anwendern die Möglichkeit, Hochleistungbauteile in kleinen Mengen als Prototypen und Endanwendungen direkt zu drucken und zu sintern. Anwendungen sind in der Luft- und Raumfahrt, der chemischen Industrie und der Offshore-Energieindustrie denkbar. Zusätzlich zu IN625 können auf dem Studio System 2 die Titanlegierung Ti6Al4V (Ti64), Kupfer, 4140, zwei Werkzeugstähle (H13 und D2) und zwei rostfreie Stähle (17-4PH und 316L) additiv verarbeitet werden.

Additiv hergestellter Flansch aus EOS StainlessSteel SuperDuplex. (Bild: EOS)

Mit zwei rostfreien Stählen, einem Werkzeugstahl und einer Nickellegierung erweitert EOS das Metallpulver-Portfolio für die additive Fertigung. Die vier neuen Metallwerkstoffe wurden speziell für die Laserstrahlschmelzanlage EOS M 290 entwickelt und optimiert. Wie EOS mitteilt, haben die Metallpulver eine TRL 3 Core-Klassifizierung. Damit erhalten Kunden einen frühen Zugang zu neuester Technologie, die sich noch in der Entwicklung befindet. Die vier Metallpulver im Detail:

Neun neue Materialien, die für den 3D-Druck bereit stehen

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