Fraunhofer ICT verfolgt anderen Ansatz

Mittels Extrusion am Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT hergestellte Filamente werden in einem neu entwickelten Verfahren mit Treibmitteln versetzt. Das Verfahren wurde bislang an dem vollständig biobasierten Kunststoff PLA, an teilweise biobasiertem Cellulose-Propionat (CP) und an dem im »klassischen« Thermoplastschaumbereich üblichen erdölbasierten Polystyrol (PS) demonstriert. Diese Materialien haben als Schäume ein breites Anwendungsspektrum.

Die mit dem Verfahren des Fraunhofer ICT hergestellten Materialien, haben in ersten Versuchen auf handelsüblichen 3D-Druckern zu Bauteildichten von bis zu 52 kg/m³ geführt, in etwa 5% der Dichte des Vollmaterials. Im Vergleich zum aktuellen Stand der Technik entspricht das einer Steigerung um nahezu den Faktor 10. Die Dichte des Schaums lässt sich dabei einfach über die Druckparameter (Temperatur, Vorschub, etc.) gezielt in einem weiten Wertebereich einstellen. Damit werden diese Schäume auch für sehr viele Anwendungen aus dem Drucker interessant. Aufgrund des starken Aufschäumens des Bauteils während des Druckens auf das etwa 20-fache Volumen im Vergleich zum Vollmaterial, sind auch die volumenbezogenen Druckzeiten gegenüber einem gedruckten Vollmaterial deutlich reduzierbar, was die Wirtschaftlichkeit des Schaum-3D-Drucks weiter steigert.

Anwendungsfälle besonders im Transport- und Verkehrssektor denkbar

Jonas Fischer vom Zentrum für Additive Produktion (ZAP) am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA in Stuttgart sieht deshalb zunächst mögliche Anwendungen im Transport- und Verkehrssektor: »Im Bereich der Mobilität spielen Leichtbaulösungen eine wichtige Rolle«, sagt er. »Gedruckte Schaumbauteile könnten hier an geeigneten Stellen eingesetzt werden, um Gewicht einzusparen und so die Effizienz von Flugzeugen sowie Fahrzeugen für Straße und Schiene zu verbessern.« Und auch bei der Fracht, die ein Güterzug transportiert, könnte sich dank der druckbaren Schäume einiges ändern: Für Sondermaschinen, spezielle Ersatzteile und andere individualisierte Produkte könnte passgenaues Verpackungsmaterial gedruckt werden, das vor Transportschäden schützt. Gleichzeitig könnten wegen des geringen Gewichts der Verpackung Emissionen beim Transport mit dem Flugzeug, Schiff oder Lastwagen eingespart werden. Möglich machen die Schäume außerdem beispielsweise personalisierte Sitzpolster für Rollstühle oder belastungsgerechte Fahrradsättel.