AON3D, Zymergen, Hexagon sowie 3D4Makers testen aktuell eine neue Polyimid Mischung um die Festigkeit von 3D-gedruckten Bauteilen zu erhöhen. Die vier Unternehmen nutzen dabei Ihre Expertise im jeweiligen Fachbereich.
Interlayerhaftung: Die Schwachstelle im FFF-Verfahren gedruckter Bauteile
Die Festigkeit von Bauteilen aus FFF 3D-Druckern ist meist begrenzt durch die Haftung der Layer untereinander. Selbst Nylonfilamente oder Filamente mit Zusätzen von Carbonfasern erreichen selten die Festigkeit homogener Bauteile, welche in traditionellen Fertigungsverfahren hergestellt werden. So gilt bei solchen Bauteilen, dass die Orientierung des Bauteils auf dem Druckbett je nach Einsatzzweck gut bedacht werden sollte. Dieses Problem möchte die Kooperation der vier genannten Unternehmen mit einer neuen Materialmischung umgehen.
Polyimid Mischung als Lösung
Im Vergleich zum oft als Nylon bezeichneten Material Polyamid ist Polyimid ein stärkeres Thermoplast. Das von Zymergen hergestellte Material wurde erfolgreich auf einem AON 3D Drucker gedruckt. Dabei zeigte sich eine bessere Festigkeit und Bruchdehnung als mit ULTEM 9085gedruckte Bauteile. Dies deutet auf eine wesentlich bessere Interlayer-Schweißfestigkeit hin.
Die 4 Unternehmen setzten ihre Expertise in ihrem respektiven Fachbereich ein. So stellte eine Simulation der Komponentenleistung in Hexagons Digimat AM Software fest, dass Brüche über mehrere Schichten hinweg, anstatt nur über eine Einzelne Schicht stattfinden.
-
Z3D® Drucker Filament NYLON PA12 1,75mm 500g SCHWARZ€33.89 -
3D filament 1,75 mm Carbon Fiber 1000g 1.75mm 3D Druck€29.90 -
S SIENOC PA Filament 1,75 mm 1kg Rolle für 3D Drucker (Nylon transparente Natur)€32.99 -
3D Printer Filament Carbon Fiber Filled Nylon Filament 1.75mm 1KG Spool, Black€93.33 -
3D Printer Filament PA6-CF Carbon Fiber Reinforced Nylon Material 20% Chopped Carbon Fibers + 80% PA6 Nylon, 2kg Spool-1…€256.15 -
Polymaker PolyLite PC Transparent – 1.75mm – 1kg€55.55 -
Verbatim PP-Filament 3D-Druck, 1,75 mm, 500 g, Hochleistungs-Polypropylen-Filament zur Materialextrusion, für 3D-Drucker…€52.00 -
FormFutura – Centaur PP (Natural, 2.85mm, 500 gram)€33.94 -
3D Druck Blau PLA Filament 1,75 mm 1KG PLA+ PLA Plus Blau Filament 3D Drucker Material PLA Pro Filament CC3D PLA MAX…€20.00
Letzte Tests notwendig
Sofern das Z2 Polyimid genannte Material die Entflammbarkeitsanforderungen von UL94 V0 sowie FAR 25,853 besteht, gehen die Unternehmen davon aus, dass Z2 Polyimid als Alternative zu ULTEM in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt wird.
Falls du wissen möchtest, welches Filament für welchen Einsatzzweck geeignet ist, dann schaue in unseren Materialguide.
Quelle und Bildquelle: https://www.3d4makers.com/blogs/news/high-isotropy-and-extreme-strength-are-accomplished-using-the-new-3d-printable-polyimide