Herausforderungen der additiven Fertigung von Multi-Material-Bauteilen - Kopp, Sebastian-Paul; Stichel, Thomas; Schuffenhauer, Thomas; Roth, Stephan; Schmidt, Michael (Additive Fertigung: Vom Pulver zum multifunktionalen Bauteil, 2019)
Additive Fertigungstechnologien ermöglichen die schichtweise Generierung von Bauteilen mit komplexen Geometrien. Hierbei können schnell und individuell notwendige Formanpassungen im Produktentstehungszyklus durchgeführt werden, was einen entscheidenden Vorteil gegenüber herkömmlichen spanenden und nicht-spanenden Fertigungsverfahren bringt [1]. Bisher sind additive Technologien jedoch auf die Verwendung eines einzelnen Werkstoffes beschränkt. Die Herstellung von Multi-Material-Bauteilen, bestehend aus verschiedenen Kunststoffpulvern ähnlicher oder stark unterschiedlicher thermischer Verarbeitungseigenschaften, ist Gegenstand aktueller Forschung [2-4]. Basierend auf dem bereits etablierten Verfahren des Laserstrahlschmelzens von Kunststoffen (LSS-K) wird hierfür die Prozessroute so angepasst und erweitert, dass komplexe Werkstoffverbunde aus unterschiedlichen thermoplastischen Kunststoffen erzeugt werden können. Dies erfordert die Realisierung von definierten, heterogenen Pulververteilungen sowie deren Verarbeitung durch eine geeignete Bestrahlungsstrategie. Im vorliegenden Beitrag wird zunächst die entwickelte Bestrahlungsstrategie, welche die Herstellung von Bauteilen aus polymeren Werkstoffen mit unterschiedlichen thermischen Eigenschaften ermöglicht, thematisiert. Ferner werden der Multi-Material-Auftrag mittels Vibrationsdüsen sowie die hierfür speziell angepasste Bestrahlungsstrategie erläutert. Ausgehend von den Limitationen des vibrationsinduzierten Pulverauftrags wird schließlich das elektrophotographische Auftragsverfahren näher betra
Keywords: Additive Fertigung; Selektives Lasersintern; Multi-Material