Effizienter 3D-Druck mit Fluiden und Pasten

2K Druckkopf vipro-HEAD (Bild: ViscoTec Pumpen- u. Dosiertechnik GmbH)

25.04.2019 Effizienter 3D-Druck mit Fluiden und Pasten

Bei dem von ViscoTec neu entwickelte 2K Druckkopf vipro-HEAD können die beiden Motoren direkt über den 3D-Drucker angesteuert werden. So lassen sich viskose 2K-Fluide und-Pasten noch exakter mischen und drucken.

Der vipro-HEAD ist zusätzlich mit Drucksensoren ausgestattet, was Prozesse in der additiven Fertigung noch effizienter und sicherer macht. Die Sensoren überwachen die Ausgangsdrücke beider Komponenten und gewährleisten so gute Druckergebnisse. Das ist vor allem mit Blick auf die Serienproduktion relevant, denn nur wer eine einheitliche und wiederholbare Teilequalität gewährleisten kann, bleibt auf lange Sicht wettbewerbsfähig. Mit den technischen Neuerungen wird man den Ansprüchen der Industrie gerecht, die unmittelbaren Einflussfaktoren in der additiven Fertigung – Prozess, Maschine und Produktmaterial – so auszulegen und aufeinander abzustimmen, dass die Qualität eines Bauteils über die gesamte Serie konstant gewährleistet werden kann. Die Nutzung der separat ansteuerbaren Antriebe im vipro-HEAD sowie die Sensorik sind systemrelevante Verbesserungen. Die Sensoren helfen Prozessverzögerungen oder Qualitätsunterschiede zu vermeiden, die aus abgelaufenen Topfzeiten und aushärtenden Mischern resultieren. Weiterer Vorteil: Ein Stopp des Mischvorgangs bei Druckschwankungen schützen Rotor und Stator gleichermaßen vor Beschädigungen. Die wertige Sensorik und die demontierbaren 5 m langen Motorkabel machen den 2-komponentigen vipro-HEAD zu einem flexibel einsetzbaren Druckkopf, der in die Komponenten des additiven Fertigungsprozesses eigebunden werden kann.

Die für die Dosierung relevanten Hauptkomponenten des Druckkopfes sind Rotor und Stator, die für eine gleichmäßige und kontinuierliche Förderung der beiden Komponenten vom Ansaugpunkt bis zum Auslauf sorgen. Gefördert werden können selbst kleinste Mengen – Schichthöhen ab 150 µm, je nach Produktmaterial – wobei der Druckkopf immer die Linearität von Volumen und Geschwindigkeit gewährleistet. Durch dieses volumetrische Förderprinzip können Pasten und Flüssigkeiten beinahe unabhängig von ihrer Viskosität verarbeitet werden. Das macht den vipro-HEAD zum geeigneten Druckkopf für Materialien wie Silikone, Polyurethane, Acrylate oder auch Epoxid- und Polyesterharze.

Beide Materialkomponenten können einzeln und exakt in der gewünschten Dosierung über jeweils einen der strömungsoptimierten Kanäle in den statischen Mischer geleitet werden. Die Vermischung der beiden Komponenten erfolgt erst im statischen Mischerrohr. Für welchen statischen Mischer sich Kunden entscheiden, hängt von den eingesetzten Materialien und dem gewünschten Vermischungsgrad ab – der Kunde hat die Wahl zwischen einer Vielzahl an Mischern, die am Druckkopf angebracht werden können. Weiteres Plus des in zwei Größen (3/3 und 5/5) erhältlichen vipro-HEAD ist die optionale Entlüftungsschraube, die das Ablassen überflüssiger Luft schnell und unkompliziert ermöglicht.

Die Tatsache, dass beide Komponenten über einen eigenen Einlass in den Stator gelangen und zum einen der Fakt, dass sich jedes der beiden Materialien individuell dosieren lässt, ist die Grundlage für eine prozesssichere und qualitativ hochwertige Fertigung von 2K Bauteilen aus Flüssigkeiten. Der andere ist das von ViscoTec entwickelte absolut druckdichte Verdrängersystem, dass auch im vipro-HEAD – in beiden Größen 3/3 und 5/5 – zum Einsatz kommt. In einem selbstdichtenden, aus Rotor und Stator bestehenden System, erfolgt eine gesteuerte Drehbewegung des Rotors. In Folge kommt es zur Förderung der Komponenten durch ihre Verdrängung im Stator. Das Besondere daran: Durch ein Umkehren der Drehrichtung erfolgt eine Rückförderung des Materials. Dank dieser technischen Lösung ist ein kontrollierter Materialabriss am vipro-HEAD und damit hohe Qualität im Endergebnis gewährleistet. Durch eine chemische Vernetzung der einzelnen Schichten entstehen 3D gedruckte Bauteile, die sowohl mechanischen als auch chemischen Belastungen standhalten. Der vipro-Head ist für produzierende und forschende Unternehmen aus dem Automotive-Sektor, der Elektronikfertigung, der Luft- und Raumfahrt oder der Medizintechnik geeignet.

Lösungspartner

ViscoTec Pumpen- u. Dosiertechnik GmbH