Schneckoplast - Entwicklung eines Schneckenextruders mit beweglichem Zylinderkern für Co-extrusionsbasierten 3D-Druck von naturendlosfaserverstärktem Thermoplast
Im Projekt Schneckoplast wird ein Schneckenextruder mit Verschlussmechanismus zum Verhindern von ungewolltem Materialaustrag entwickelt. Zudem wird ein Extrusionskopf zur Coextrusion von Endlosfasern erarbeitet.
Projektpartner
Franz Rieger GmbH Formen- und Musterbau
Laufzeit
01.01.2023 - 31.06.2025
Fördergeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Motivation
Durch den hohen Materialaustrag, als auch geringere Materialkosten werden Schneckenextruder im Bereich der extrusionsbasierten additiven Fertigung immer beliebter. Jedoch sind diese mit sehr hohen Anlagenkosten verbunden. Außerdem ist eine gezielte lastpfadbedingte Verstärkung durch Fasern aufgrund des Ausgangsmaterials (Granulat) nicht möglich. Während bei herkömmlichen FFF-Druckern durch Zurückziehen des Materials und ein ungewollter Materialaustrag verhindert wird, ist dies durch den im Schneckenextruder herrschenden Druck nicht möglich. Diese Probleme sollen durch das Projekt Schneckoplast angegangen und neue Möglichkeiten bzw. Systeme entwickelt und gefertigt werden.
Vorgehen
Ziel des Projektes ist, einen kompakten Schneckenextruder zu entwickeln, der sowohl mit, als auch ohne Endlosfasern drucken kann und gleichzeitig eine variable Schichtbreite ermöglicht, ohne die Düse wechseln zu müssen. Eines der größten Probleme dabei ist, dass bei dem häufigen Starten und Stoppen von Schneckenextrudern beim 3D-Druck aufgrund des aufgebauten Drucks Schmelze aus der Düse nachläuft, nachdem die Drehung der Schnecke stoppt. Für den geplanten kompakten Extruder wird deshalb eine neuartige Düsenverschlusstechnologie entwickelt. Zudem wird ein Extrusionskopf für die Coextrusion von Endlosfasern entwickelt. Somit können Bauteile kostengünstig (durch die Verwendung von Granulat), aber auch gezielt mit Endlosfasern verstärkt gedruckt werden. Die Endlosfaser Coextrusionseinheit, sowie Materialauswahl und Prototypenaufbau übernimmt die TUM.
Danksagung
Der Lehrstuhl bedankt sich für die Förderung des Projektes „Schneckoplast - Entwicklung eines Schneckenextruders mit beweglichem Zylinderkern für Co-extrusionsbasierten 3D-Druck von naturendlosfaserverstärktem Thermoplast“, die vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie unter der Schiene „ZIM: Produktionsforschung“ gewährt wurde. (Förderkennzeichen: KK5135816HD2)
Ansprechpartner
Daniela Schreil, M.Eng.; Dr.-Ing. Swen Zaremba