Das SKZ und das Fraunhofer Institut für Fertigungstechnik und angewandte Materialforschung IFAM entwickeln und untersuchen gemeinsam im Forschungsprojekt „Reactive Printing“ reaktive Epoxidharz-Filamente. Begleitet wird das Projekt durch aktuell 25 Firmen.
Vorteile der neuen Filamente
Im Rahmen des Projekts entstehen latent reaktive Filamente auf Basis von Epoxidharz. Diese ermöglichen eine Verarbeitung bei niedrigeren Temperaturen und vernetzen während des Druckprozesses zu duromeren Bauteilen. Aufgrund vergleichbarer mechanischer Eigenschaften können sie Hochtemperaturthermoplaste ersetzen. Die wichtigsten Vorteile epoxidharzbasierter Filamente sind:
• Verbesserte Schichthaftung: Reduzierte anisotrope Materialeigenschaften für homogenere Bauteile.
• Niedrigere Verarbeitungstemperaturen: Keine Notwendigkeit von Hochleistungsthermoplasten.
• Zugang zu duromeren Faserverbundbauteilen im FFF-Druckverfahren.
• Hybridbauteile realisierbar: Stoffschlüssige Verbindungen können direkt auf bestehende Baustrukturen unterschiedlicher Materialien gedruckt werden.
Der Weg zur Lösung
Die Harzformulierung, begleitende Materialcharakterisierungen und die Herstellung der Filamente finden zunächst im Labormaßstab statt. Für die Versuche wird ein FFF-Drucker aufgebaut, der für die Charakterisierung der Druckeigenschaften und den Druck von Testbauteilen verwendet wird. Nach dem Projekt steht er als Demonstrator zur Verfügung. Zudem ist ein Upscaling geplant, indem eine Demonstratoranlage aufgebaut wird. Ergänzend werden numerische Berechnungen zum Aufschmelz- und Austragsverhalten vernetzbarer Formmassen sowie die Charakterisierung der Bauteileigenschaften durchgeführt. Zum Projektende erfolgt die Evaluierung der Prozesskette an praxisnahen Bauteilen.