Wir haben uns mit unserem UK Applications Engineer, Carl Leonard, zusammengesetzt, um seine Gedanken zu aktuellen Trends bei 3D-Druckmaterialien und welche Materialeigenschaften, -merkmale und -anforderungen seiner Meinung nach in Zukunft wichtig sein werden, zu erfahren.
Wie ist Ihre Einschätzung zu neuen Kunststoffen und Verbundwerkstoffen, die für den Einsatz im 3D-Druck und der additiven Fertigung aufkommen?
Es ist offensichtlich, dass wir eine neue Phase in der Materialentwicklung, insbesondere bei Photopolymeren, erreicht haben. Die Synthese neuer Materialien mit gewünschten Eigenschaften, neue Verstärkungsmöglichkeiten und wiederverwendbare Rohstoffe müssen weiter erforscht werden. Technologische Verbesserungen und Untersuchungen von Polymeren als 3D-Druckmaterialien sind ein sich schnell entwickelndes Feld. Wir beobachten eine Verschiebung hin zur Verwendung exotischer Additive in der Zusammensetzung, wie Kohlenstoffnanoröhren, Graphen und Keramiken, um nur einige zu nennen. Gleichzeitig sehen wir aber auch große Fortschritte bei Photoinitiatoren und Lichtblockern, die den Einsatz von UV-gehärteten Harzen im medizinischen Bereich ermöglichen.
Gibt es eine wachsende Nachfrage nach Ausgangsmaterialien mit mehr Eigenschaften und Merkmalen, die eine höhere Härte, Abriebfestigkeit oder bessere thermische Eigenschaften aufweisen?
Durch die Zusammenarbeit mit zahlreichen großen OEMs in den letzten Jahren konnte ich Einblicke in die Designkriterien für funktionale Endanwendungsteile gewinnen. Die Harz-Polymer-Technologie hat Schwierigkeiten, diese Anforderungen aufgrund geringer HDT, niedriger Festigkeit und schlechter Alterungsbeständigkeit zu erfüllen. Jüngste Innovationen zeigen jedoch vielversprechende Fortschritte in diesem Bereich, insbesondere durch die Zugabe von Faser-, Partikel- und Nanopartikelverstärkungen. Darüber hinaus verlangt der Markt, dass additiv gefertigte Teile Eigenschaften von Materialien aufweisen, die derzeit mit traditionellen Methoden wie PEEK, PMMA, ABS, HDPE, PC und PVC verwendet werden, um nur einige zu nennen.
Was sollten Kunststoffingenieure über Materialien wissen, die bei 3D-Drucker-Anwendern und Kunden gefragt sind oder potenziell sein werden?
Hinsichtlich der Nachfrage ist klar, dass eine höhere Beständigkeit, bessere Witterungsbeständigkeit, verbesserte Wärmeformbeständigkeit, bessere Duktilität (d.h. die Fähigkeit, eine Änderung der physikalischen Form ohne Bruch zu erfahren) sowie Optionen für thermische und elektrische Leitfähigkeit erforderlich sind. BMF hat kürzlich ein neues Keramikmaterial auf den Markt gebracht: AL-Keramik (Aluminiumoxid). Unsere AL-Keramik ist biokompatibel und chemikalienbeständig und eignet sich perfekt für Anwendungen mit hohen Temperaturen, hoher Festigkeit und hoher Steifigkeit, wie z.B. Werkzeuge (Spritzguss), Gehäuse und medizinische Geräte.
Glauben Sie, dass Werkstofftechnik und verbesserte Materialeigenschaften tatsächlich einen entscheidenden Faktor in der Lieferkette eines Herstellers für kritische Ersatzteile darstellen können? Und dass sie zur Autarkie bei der Produktion von Ersatzteilen beitragen?
Der On-Demand-Druck ist seit langem die Utopie für kritische Ersatz- und Austauschteile; er reduziert den Lagerbestand und den benötigten Lagerplatz für diese Teile und kann Ausfallzeiten durch Warten auf nicht vorrätige Teile verringern. Wir glauben, dass wir in eine neue Ära der Materialentwicklung eintreten, die im Einklang mit den neuesten Maschinenentwicklungen, die zuvor stagniert hatten, spannende Ergebnisse zeigt. Hier bei BMF stellen wir bereits deutliche Verbesserungen bei den uns angebotenen Materialien sowie bei unseren eigenen Photopolymerentwicklungen fest, die in Kombination mit unserer überlegenen Auflösung und der Fähigkeit, Schichten bis zu 5 µm zu drucken, Teile erzeugen, die eine bisher unerreichte Spritzgussqualität aufweisen.
