EntEnBau – Entwicklung eines Endlosfaser-Koextrusionsprozesses mit Thermoplast- und Duromer-Matrix mit aktiv gesteuerter Bauraumkonditionierung
Im Projekt EntEnBau wird ein Endlosfaser-Koextrusionsprozess mit einer Duromer-Thermoplast-Materialkombination sowie der Materialführung im Prozess mit sensorischer Bauraumüberwachung und –Konditionierung entwickelt.
Projektpartner
myprintoo GmbH
Laufzeit
01.04.2020 – 31.03.2022
Fördergeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Motivation
Der extrusionsbasierte 3D-Druck ist eine der weitverbreitetsten Technologien zur Herstellung additiv gefertigter Bauteile. Trotzdem werden außer Demonstratoren und Design-Studien nur wenige relevante Bauteile mit diesem Verfahren gefertigt. Dies lässt sich auf qualitätstechnische Einschränkungen des Verfahrens zurückführen. Oftmals werden durch den schichtweisen Aufbau der Bauteile nicht die geforderten mechanischen Bauteilkennwerte erreicht. Weiterhin sorgen bisher weitestgehend vernachlässigte chemische Reaktionen und andere Einflüsse zu schlechteren Schichthaftungen. Der Einsatz von Duromeren und Endlosfasern könnte höhere Festigkeiten erzielen. Duromere verfügen im Vergleich mit Thermoplasten über eine höhere Steifigkeit und Härte und neigen unter Last und Wärme kaum zur Verformung.
Vorgehen
Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines Koextrusionsprozesses in kontrollierter Atmosphäre von thermoplastischem Matrixmaterial zusammen mit in Duroplast-getränkten Endlosfasersträngen, um eine bessere Verbindung zwischen den einzelnen Strängen und Lagen herzustellen und somit eine hohe Bauteilfestigkeit zu erreichen. Die zentralen Herausforderungen liegen dabei unter anderem bei der Generierung einer Verbindung zwischen dem Endlosfasermaterial und dem umgebenden Material. Weiterhin muss eine neue Materialführung für das Filament entwickelt werden. Zur Steigerung der Druckqualität und Schichthaftung der einzelnen Lagen und Stränge wird eine Bauraumkonditionierung und Luftführung erarbeitet. Des Weiteren wird eine emissionstechnische Überwachung und Steuerung des Extrusionsprozesses abgebildet.
Danksagung
Der Lehrstuhl bedankt sich für die Förderung des Projektes „EntEnBau- Entwicklung eines Endlosfaser-Koextrusionsprozesses mit Thermoplast- und Duromer-Matrix mit aktiv gesteuerter Bauraumkonditionierung“, die vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie unter der Schiene „ZIM:Produktionsforschung“ gewährt wurde. (Förderkennzeichen: ZF4004325KO9)
Ansprechpartner*in
Daniela Schreil, M.Eng.; Dr.-Ing. Swen Zaremba