Kooperation mit Maschinenbauer Arburg

KIT entwickelt 3D-Druck für Faserverbunde

v.l.n.r.__Prof._Jürgen_Fleischer_(Institutsleiter_des_wbk),_Martin_Neff_(Abteilungsleiter_Kunststoff-Freiformen_bei_ARBURG)_sowie_Florian_Baumann,_Sven_Coutandin_und_Jörg_Dittus_(Arbeitsgruppe_Leichtbaufertigung_des_wbk)_Im_Arburg_Innovation_Center_am_KIT
Im Arburg Innovation Center (AIC) am KIT: Professor Jürgen Fleischer (wbk-Institutsleiter), Martin Neff (Arburg) und Florian Baumann (wbk). Bild: Patrick Langer, KIT
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Das KIT hat auf Basis des Arburg Kunststoff-Freiformens (AKF) ein additives Herstellverfahren für Faserverbund-Bauteile entwickelt. Ein Prototyp in den Karlsruher Labors belegt die Machbarkeit.

„Gerade läuft die Validierungsphase des Prototyps“, wird Prof. Jürgen Fleischer in der KIT-Publikation „Research to Business“ zitiert, in der die Karlsruher die Neuheit publik machten. Fleischer ist Leiter des wbk Institut für Produktionstechnik am KIT, mit dem Arburg in einem 2016 eigens gegründeten Innovation Center (AIC) strategisch zusammenarbeitet. Die im Dezember vorgestellte Neuentwicklung zielt auf den Einsatz in der Industrie. „Was am Institut im Versuchsaufbau funktioniert, braucht jedoch noch weitere Entwicklungsarbeit bis zur Serienfertigung, um die nötige Prozesssicherheit zu gewährleisten“, merkt Prof. Fleischer an.

Im Unterschied zur gängigen Fertigung von Faserverbundwerkstoffen ermöglicht das neue, automatisierte Verfahren die bedarfsgerechte Verteilung und Ausrichtung einzelner Faserbündel („Rovings“) oder Fasergarne. Dafür rotiert im 3D-Druckprozess eine eigens entwickelte Faserzuführeinheit rund um die Kunststoffaustragsdüse. Sie platziert die Fasern so, dass sie direkt durch den ausgetragenen Kunststoff im Druckprozess in das Bauteil implementiert werden. „Die Schwierigkeit bestand darin, die Endlosfaser so zu steuern, abzuschneiden und wieder neu zu implementieren, dass der Druck von komplexen, abgerundeten Formen und auch die lokal begrenzte Faserverstärkung von Teilbereichen realisiert werden können“, erklärt Florian Baumann, der als Doktorand an dem Projekt mitarbeitet.

Arburg will den Faden für weitere industrienahe Entwicklungsanstrengungen aufgreifen. „Wir haben im Projektverlauf unser Know-how als Maschinenbauer und die Sichtweise aus dem Markt eingebracht“, wird Martin Neff in „Research to Business“ zitiert, Abteilungsleiter Kunststoff-Freiformen bei Arburg. „Es ist unser Bestreben, die vielversprechenden Ergebnisse in die Weiterentwicklung des AKF-Verfahrens für faserverstärkte Kunststoffe einfließen zu lassen“, so Martin Neff. (os)

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