Zuse Thüringen will Preise für Metall-3D-Drucker deutlich drücken
Filamente aus Kunststoff mit hohem Metallanteil sollen additive Produktion vereinfachen
Rudolstadt, 11. Oktober 2024. Thüringer Zuse-Forscher entwickeln derzeit Metall-3D-Drucker, die weit billiger und umweltfreundlicher als bisher verfügbare Lösungen sein sollen. Das hat die Zuse-Gesellschaft mitgeteilt. Im Verbundprojekt „Mexwer“ wollen sie konkret additive Fertigungsgeräte konstruieren, die ähnlich wie handelsübliche Kunststoff-3D-Drucker mit metallischen Endlos-Filamenten gefüttert werden.
Heutige 3D-Drucker kosten oft über 100.000 Euro
Hintergrund: Die meisten Metall-3D-Drucker sind immer noch sehr teuer, viele dieser Anlagen kosten über 100.000 Euro. In ihnen schmilzt meist ein leistungsstarker Laser Metall-Teilchen in einem Pulverbett oder aus Drahtspulen auf. Damit lassen sich beispielsweise komplex geformte Bauteile aus Stahl, Titan, Kupfer oder anderen Metallen schichtweise erzeugen, die sich mit Fräsen, Bohrern oder anderen abtragenden Maschinen oft nur sehr schwer oder gar nicht herstellen lassen – und dies ohne den Bau aufwendiger Spezial-Werkzeuge. Entsprechend groß ist das Interesse an diesen additiven Fertigungstechnologien vor allem im Prototypen-, Werkzeug- und Automobilbau, aber auch bei Kreativen jenseits der Industrie – wenn da nur nicht der Preis wäre.
Kreislaufwirtschaft und Öko-Lösungen im Fokus
Daher haben sich nun drei industrienahe Forschungsinstitute in Thüringen zusammengetan, die in der Zuse-Gesellschaft organisiert sind: das „Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung“ (TITK) aus Rudolstadt, das „Günther-Köhler-Institut für Fügetechnik und Werkstoffprüfung“ (Ifw) aus Jena und die „Gesellschaft für Fertigungstechnik und Entwicklung“ (GFE) aus Schmalkalden. Sie wollen zusammen eine „kreislaufoptimierte Prozesskette für die additive Fertigung von metallischen Werkzeugkomponenten über Materialextrusion“ entwickeln – eben „Mexwer“.
Im Fokus stehen dabei neue und umweltfreundliche Rezepte für Filamente, die größtenteils aus dem Ziel-Metall bestehen, aber eben durch Kunststoff wie in einem Schlauch zusammengehalten werden. Dadurch lassen sich diese Materialträger leicht aufrollen und dann in Filament-3D-Druckern verarbeiten. „Nach dem Verdrucken der Filamente wird der Kunststoff erst über Lösungsmittel und dann thermisch entfernt“, erklären die Forscher ihr Konzept. „Nach einem sich anschließenden Sinterprozess liegt ein dichtes, rein metallisches Bauteil vor.“
„Am Markt verfügbare 3D-Druck-Filamente erfordern zum Entbindern entweder toxische und brennbare Lösungsmittel oder sehr aufwendige Ofenprozesse zum Sintern“, erläutert TITK-Projektleiter Edgar Merting. „Bei unseren Filamenten kann die Lösungsmittel-Entbinderung vor dem Ofenprozess mit Wasser oder wasserbasierten Lösungsmitteln stattfinden.“
Autor: hw
Quellen: Zuse, Oiger-Archiv
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