Voxeljet erweitert das Portfolio an On-Demand-Dienstleistungen im 3D-Druck und bietet On-Demand-Bauteile im High-Speed-Sintering (HSS)-Verfahren auch aus thermoplastischem Polyurethan (TPU) an. Das flexible Material zeichnet sich durch dauerhafte Elastizität, dämpfende Eigenschaften und hohen Aufprallschutz aus. Die TPU-Bauteile kommen insbesondere in der Schuhindustrie, für Polsterungen in Helmen, Sätteln oder Sitzen, für elastische Rohre und Schläuche sowie zum Abdichten und Verpacken zum Einsatz.
Das im HSS-Verfahren eingesetzte TPU-Material hat Voxeljet gemeinsam mit dem Werkstoffhersteller Covestro entwickelt. TPU zählt neben dem Standard-Polymer PA12 zu den immer stärker nachgefragten Polymeren im 3D-Polymerdruck. TPU kann sehr weich und elastisch oder aber sehr hart und ausdauernd sein. Diese Eigenschaften lassen sich mit Hilfe der HSS-Technologie gezielt in alle drei Dimensionen beeinflussen.
High-Speed-Sintering und Graustufendruck
Beim High-Speed-Sintering wird eine feine Schicht Polymerpulver auf eine beheizte Bauplattform aufgetragen und die Bereiche des Bauteils anschließend mit einer wärmeabsorbierenden Tinte benetzt. Mittels Infrarotlicht verschmelzen die bedruckten Bereiche des Kunststoffpulvers, unbedrucktes Material verbleibt lose. Schicht um Schicht wird das Polymer aufgetragen, bedruckt und belichtet, bis der Aufbau des Bauteiles abgeschlossen ist. Wie weich oder fest das Bauteil ist, hängt vom eingebrachten Volumen der infrarotabsorbierenden Tinte ab. Je stärker ein Baufeldbereich eingefärbt wird, desto fester ist das Bauteil.
Bild: Voxeljet
Durch den Einsatz industrieller Tintenstrahldruckköpfe lassen sich entsprechend verschiedene Graustufen innerhalb einer Schicht drucken und somit unterschiedliche Produkteigenschaften je Schicht realisieren. Neben diesem Graustufendruck ist die Festigkeit eines Bauteils auch über die Geometrie beeinflussbar. Über Gitterstrukturen mit unterschiedlichen Wandstärken werden Geometrien gedruckt, die sich an individuelle Belastungsprofile anpassen lassen, um zusätzliches Material einzusparen.
Mit dem HSS-Druckprozess hergestellte TPU-Bauteile verfügen über eine im Vergleich zu anderen TPU-3D-Druckverfahren besonders langanhaltende Dauerelastizität und hervorragende Rückpralleigenschaften. Der erfolgreich durchlaufene Cytotox-Test bestätigt zudem, dass es bei Hautkontakt mit dem Material zu keinen Schädigungen von Zellen und Gewebe kommt. Außerdem treten keinerlei Verfärbungen der Bauteile auf. (eve)
Formnext 2022, Halle 12.1, Stand E11
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