Additive Fertigung von endlosfaserverstärkten Kunststoffen

 

Die additive Fertigung von endlosfaserverstärkten Kunststoffen (eFVK) vereint die guten mechanischen Eigenschaften der Verbundwerkstoffe mit der großen Design-Freiheit der additiven Fertigung. Im Gegensatz zu den bisher oft umgesetzten Verfahren, eFVK mittels Filament-Austragsverfahren additiv herzustellen, wird am wbk ein Arburg freeformer verwendet. Hierbei werden Endlosglasfasern in Garn-Form dem additiven Fertigungsprozess so unter der Austragsdüse zugeführt, dass die Erstellung des Verbundwerkstoffs direkt auf der Bauplattform erfolgt. Durch einen rotatorischen Freiheitsgrad in der Zuführeinheit kann jede beliebige ebene Faserorientierung realisiert werden.

Neuste Versuchsergebnisse zeigen eine Verbesserung des E-Moduls um 500% und der Zugfestigkeit um 600% im Vergleich zum reinen Matrixwerkstoff (ABS) bei einem Glasfaservolumengehalt von ca. 15% (unidirektionale Faserorientierung).

Weitere Arbeiten haben das Ziel, den Faservolumengehalt weiter zu erhöhen und die Datenaufbereitung zu automatisieren.

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Florian Baumann

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