Zauberfaser Carbon: Herausforderungen und Potentiale

Extrem belastbare und zugleich sehr leichte Bauteile können erstmals in der Kombination von CFF und FFF 3D-Druck verdruckt werden. Dabei eröffnen neuartige hochpräzise 3D-Drucksysteme in Verbindung mit echter Endlos-Carbonfaser neue Dimensionen.

Im Rennsport und in der Luft- und Raumfahrt sind Bauteile aus Carbon-Verbundwerkstoffen schon längst erfolgreich im Einsatz aufgrund ihrer hohen Festigkeit und ihres geringen Gewichts.

Komplexe Konstruktionen und eine geringe Auflage sind die besten Voraussetzungen für eine additive Fertigung. Weshalb also ist der 3 D Druck mit Endloscarbonfasern bis dato nur eine Randerscheinung im gesamten Bereich Additive Manufacturing?

Ganz einfach, weil es bis dato nicht möglich war in der geeigneten Qualität Bauteile unter Verwendung von Carbonfaser in Verbindung mit anderen Werkstoffen in einem 3D-Druckverfahren zu einem sinnvollen Bauteil zu verbinden. 

Durch die Entwicklung von hochpräzisen 3D-Systemen von einer Hand voll Herstellern in USA und Europa ist es nun möglich die ersten Bauteile zu fertigen. Die bekannten Nachteile des FFF-Verfahrens – die geringere Festigkeit in der z-Achse aufgrund des Layer-Aufbaues – sind beim herkömmlichen Aufbau von Bauteilen unter Verwendung von Endlosfasern jedoch immer noch vorhanden. Eigentlich nur ein "2,5D-Druck"!

Der nächste Schritt in der Verfahrenskette wäre das „richtige“ 3D-Drucken. Dabei werden die Layer nicht nur in der XY-Ebene verlegt, sondern auch in der Z-Achse verlegt.

Bald wird der finale Schritt erfolgen: Die Endlosfasern mit einer geeigneten 5Achs Maschine oder sogar einem 6Achs- Roboter im Raum zu verlegen. 

Doch auch die Denkweise der Ingenieure muss sich verändern. Durch die Möglichkeiten der additven Fertigung von kombiniertem CFF und FFF Druck werden die Grenzen des Potenzials eines Bauteiles durch die Kreativität der Entwickler bestimmt. 

 

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Produktgruppen:
Materialien additive Fertigung
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Anwendungsbereich:
Mobilität (Automobil, Luft- und Raumfahrt)

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Foto von  Andreas Wampl

Andreas Wampl

APS - Tech Solutions

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