Labor Additive Fertigung

Das Labor Additive Fertigung ist im Studiengang Maschinenbau angesiedelt. Hier entstehen Bauteile aus Kunststoff im 3D-Fertigungsverfahren. Auch Studierende anderer Studienrichtungen oder Studiengänge am Campus Horb können dieses Labor für Studienarbeiten, Laborversuche und zur Realisierung von Konstruktionsentwürfen nutzen.

Hierzu stehen drei unterschiedliche Verfahren zur Verfügung

Bei allen Verfahren können Bauteile schnell und individuell hergestellt werden. Dazu werden sie Schicht für Schicht aufgebaut, es ist keine Form nötig. So können Studierende ohne großen Aufwand aus ihren Konstruktionsentwürfen Prototypen herstellen. Für die Aufbereitung der Daten stehen zwei Arbeitsplätze zur Verfügung.

Bei diesem Verfahren wird ein Kunststoffstrang, das sogenannte Filament, durch eine Düse extrudiert. Beim Durchschieben durch die Düse schmilzt der Kunststoff und kommt fadenförmig heraus. Wichtig hierbei ist eine exakte Temperierung der Düse und der Baukammer um ein gutes Druckergebnis zu erhalten. Aus den Filamenten wird das Bauteil Schicht für Schicht aufgebaut. Mithilfe eines Stützmaterials können komplexe Formen erstellt werden. Das Stützmaterial wird im Anschluss mit einer Laugenlösung an der Auswaschstation entfernt.

Üblicherweise kommen bei dem Verfahren amorphe Thermoplaste wie beispielsweise Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) zum Einsatz.

Bei dieser 3D-Fertigung wird Kunststoffgranulat in ähnlicher Art und Weise wie beim Spritzgießen plastifiziert. Durch einen definierten Druck wird der geschmolzene Kunststoff, die sogenannte Schmelze, beim Öffnen der Düse in Form von Tropfen ausgetragen. Der Vorteil dieses Verfahrens ist, dass standardisierte Kunststoffgranulate zum Einsatz kommen können. Die Eignung der Kunststoffe muss vor dem Einsatz hinsichtlich der Prozessführung untersucht werden. Ein Stützmaterial dient dazu, dass komplexe Formen hergestellt werden können. Es wird nach Fertigstellung mit Wasser ausgelöst.

Beim Selektiven-Laser-Sintern wird Kunststoffpulver schichtweise aufgetragen und mittels Laser verschmolzen. Für dieses Verfahren kommt vornehmlich Polyamid 12 (PA 12) zum Einsatz. Wichtig sind ein homogener Schichtauftrag sowie eine präzise Temperaturführung. Nach dem 3D-Druck wird in einer Strahlkammer das nicht verschmolzene Pulver von den Bauteilen entfernt. Das überschüssige Material kann wiederverwendet werden. Das Verfahren ermöglicht die Herstellung sehr komplexer Bauteile. Der Bereich für das Selektive-Laser-Sintern ist räumlich abgetrennt und mit einer eigenen Lüftungsanlage ausgestattet.

Anwendung in der Praxis

Die Additive Fertigung eignet sich besonders gut für den Bau von Prototypen sowie bei der Herstellung kleiner Stückzahlen. Die Kosten pro Bauteil sind dabei gleichbleibend.