TPE-A Lasersintern: Material- und Teileigenschaften – Qualifizierung für neue Anwendungen

In der bisherigen wirtschaftlichen Anwendung des Polymer-Lasersinterns (LS) ist der Werkstoff Polyamid 12 mit Abstand am weitesten verbreitet. Dies trifft auch auf die bisherige LS-Forschung am DMRC zu. Zwar bietet PA12 für viele Anwendungsfälle vorteilhafte Eigenschaften. Dennoch deckt er nur einen kleinen Teil der Möglichkeiten ab, die Polymere in anderen Fertigungsverfahren bieten. In diesem Projekt wird daher das thermoplastische Elastomer (TPE) „PrimePart ST“ der Firma EOS untersucht. Dieses wurde speziell für das Lasersintern entwickelt. Seine thermoplastische Eigenschaft ermöglicht das Verschmelzen und damit die Prozessfähigkeit, während seine die Elastizität das Lasersintern für völlig neue Anwendungen öffnen. Dieses Projekt leistet einen Beitrag dazu, ein fundierteres Verständnis für das Material zu gewinnen. Die wesentlichen Untersuchungsfelder sind dabei das Prozessverständnis und die Materialkennwerte. Prozessdaten werden gesammelt, um den Prozess vollständig zu kontrollieren und eine hohe Prozesssicherheit gewährleisten zu können. Währenddessen dient die Untersuchung der Materialeigenschaften dazu, nützliche Anwendungen für das Material zu finden und seine Eigenschaften optimal einzusetzen.

Parametervariation

Der erste Teil besteht in der Variation von Prozessparametern, um ein besseres Verständnis des Prozesses und seiner Grenzen zu entwickeln. Die wesentlichen zu variierenden Parameter sind Bautemperatur, Partdicke und die Laserparameter.

Pulveralterung

Pulveralterung ist ein wichtiger Aspekt des Polymer-LS. Auch beim PrimePart ST ist bei wiederholter Nutzung des Materials eine Verschlechterung der Bauteilqualität zu beobachten. Es ist kein etablierter Test zur einfachen Untersuchung des Pulveralters vorhanden. Aus diesem Grund spielt die Untersuchung des Pulveralters eine wichtige Rolle in diesem Projekt. Untersuchungen bestehen u.a. in der Alterung von Pulver und Anwendung diverser Testmethoden. Wenn eine nützliche Testmethode gefunden werden kann, liefern weitere Untersuchungen Informationen zur Quantifizierung der Alterung und ihres Einflusses auf die Bauteilqualität.

Elastische Bauteileigenschaften

Nachdem die Prozessfähigkeit des Materials besser bekannt ist, dienen weitere Tests der umfangreichen Untersuchung von verschiedenen Materialeigenschaften. Dies dient dazu, das Material besser zu kennen und es für zukünftige Anwendungen zu qualifizieren.

Fallstudie

Die Fallstudie gegen Projektende dient der Anwendung der gewonnenen Kenntnisse. Ein Bauteil für die Studie wird ausgewählt und dann ggfs. konstruktiv für das LS überarbeitet. Das Bauteil wird gemäß seiner Anwendung getestet und mit einer herkömmlich gefertigten Lösung verglichen.