Untersuchungen und Entwicklung von Materialien zur industriellen Herstellbarkeit individueller Kunststoffgroßformteile durch Large Area Additive Manufacturing

Additive Fertigungsverfahren (AF) basieren auf einem schichtweisen Materialaufbau. Diese Technologien bieten aufgrund der daraus resultierenden Geometriefreiheit und rohstoffeffizienten Fertigung das Potenzial, Kunststoffprodukte neu zu gestalten und Fertigungsabläufe zu restrukturieren.

Ein vielversprechendes Einsatzgebiet von additiven Fertigungsverfahren ist die Herstellung von großvolumigen Kunststoffbauteilen in geringen Losgrößen. Diese wurden bisher entweder aufwendig handwerklich hergestellt oder waren mit hohen Werkzeugkosten verbunden. Allerdings ist aufgrund von werkstoff- und prozessseitigen Herausforderungen, wie der geringen Geometreitreue und Verzug, derzeit nur eine sehr eingeschränkte Materialpalette für die granulatbasierte plastifizierende, additive Fertigung verfügbar. 

Forschungsziel

Das Ziel des im Mai 2019 gestarteten Forschungsvorhabens ist daher die Entwicklung und Bereitstellung von thermoplastischen Werkstoffen für die plastifizierende additive Fertigung großvolumiger Bauteile (Large Area Additive Manufacturing, LAAM). Das EFRE (NRW.NeueWerkstoffe) geförderte Projekt wird vom IKV in Kooperation mit der Firma Rehau AG & Co in Velen durchgeführt.

Über eine experimentelle Charakterisierung werden die Werkstoffdaten verschiedener Materialzusammensetzungen ermittelt. Mithilfe dieser Daten wird eine Modellierung des LAAM-Prozesses vorgenommen, die zur Überprüfung der Prozessfähigkeit der neuen Materialien eingesetzt werden soll. So kann eine systematische Verbesserung der erzielbaren Werkstoffeigenschaften und eine Erweiterung und Optimierung der LAAM-Technologie über Prozessmodelle und prozesstechnische Untersuchungen erfolgen.

Forschungspartner

Jens Wipperfürth, M.Sc.

Abteilungsleiter Werkstoff- und Fügetechnik / Additive Fertigung +49 241 80-28359 jens.wipperfuerth@ikv.rwth-aachen.de

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