Neue PAEK-Produkte für die additive Fertigung

Bauteil aus PAEK-Material für das Lasersintern (Bild: Victrex Europa GmbH)

03.08.2018 Neue PAEK-Produkte für die additive Fertigung

Für die additive Fertigung hat Victrex ein hochfestes PAEK-Material für das Lasersintern und  für filamentbasierte Verfahren ein Filament mit höherer Festigkeit in Z-Richtung und besserer Druckbarkeit im Vergleich zu bisherigen PAEK-Materialien entwickelt.

Die Vorteile der additiven Fertigung können dazu genutzt werden, um Kosten zu reduzieren, Markteinführungszeiten zu verkürzen und eine Produktion von Bauteilen zu ermöglichen, die zu komplex sind, um mit herkömmlichen Methoden hergestellt zu werden. Heute auf dem Markt befindliche PAEK-Werkstoffe werden zwar in einigen Anwendungen der additiven Fertigung verwendet, konzipiert wurden sie jedoch für konventionelle Fertigungsverfahren wie Zerspanen oder Spritzgießen. Daher besitzen sie einige Merkmale, die für additive Herstellungsverfahren nicht optimal sind. Eine erste Generation von PAEK-Material für das Lasersintern kann nur in sehr geringem Umfang recycelt werden und erfordert einen nahezu vollständigen Austausch des Druckbetts mit neuem Pulver. Derzeit verfügbare PEEK-Filamente für 3D-Druck weisen eine schlechte Haftung zwischen den Schichten auf, was zu einem Verlust der Festigkeit in Z-Richtung führt.

Eine neue Technologie ebnet den Weg für eine vielversprechende Zukunft von PAEK in der additiven Fertigung. Die Arbeit am Pulverrecycling beim Lasersintern mit den neu entwickelten Polymertypen ist gut verlaufen. Im Vergleich zu Testkomponenten, die aus teilweise recyceltem Pulver hergestellt wurden, sind keine messbaren Eigenschaftsverluste festgestellt worden. Man geht davon aus, dass es möglich sein wird, das gesamte nicht gesinterte Pulver nach dem Fertigungsprozess wiederzuverwenden. Dadurch können Materialkosten erheblich reduziert werden im Vergleich zu aktuellen PAEK-Materialien, bei denen bis zu 40% des Polymers Abfall sind und nicht recycelt werden können.

Victrex führt ein Konsortium von Unternehmen und Institutionen an, um die Forschung und Entwicklung bedeutender AM-Technologien voranzutreiben, insbesondere für kostengünstige Hochtemperatur-Polymer/Composites-Anwendungen in der Luftfahrtindustrie. Die anderen Mitglieder des Konsortiums sind Airbus Group Innovations, EOS, University of Exeter Center for Additive Layer Manufacturing (CALM), E3D-Online, HiETA-Technologies, South West Metal Finishing und 3T-RPD.

Das neue VICTREX PAEK-Filament und -Pulver knüpft an Technologien an, die von anderen Mitgliedern des Innovate-UK-Projekts entwickelt wurden. So hat EOS kürzlich eine neue, automatisierte Fertigungsplattform für das Lasersintern von Kunststoffteilen im industriellen Maßstab (EOS P 500) vorgestellt, die Hochleistungspolymere bei hohen Temperaturen drucken kann. Ausgewählte Materialien des Konsortiums werden in F&E-Einrichtungen von EOS auf ihre Verarbeitbarkeit auf aktuellen EOS-Systemen sowie auf die Verwendung mit EOS-P-500-Plattformen untersucht. Victrex beabsichtigt, die vorkommerziellen Tests mit dem neuen PAEK-Filament in Zusammenarbeit mit dem Konsortiumspartner E3D, der kürzlich einen neuen wassergekühlten Filament-Extrusionskopf, speziell für dieses neue PAEK-Filament, optimiert hat, fortzuführen.