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Seit Mitte 2017 ist der neue 3D-Drucker Caligma 200 von Cubicure auf dem Markt, der nach der Technologie „Hot Lithography“ arbeitet. Das Spin-off der TU Wien stellte ihn auf der Hannover Messe 2018 erstmals der breiten Öffentlichkeit vor. Vorausgegangen waren intensive Entwicklungsarbeiten. Der Anlass: Bisher gibt es kaum einen additiven Prozess, der alle Anforderungen der Industrie erfüllt.
Gefordert sind Bauteile mit hoher Festigkeit, die zugleich aber auch geometrische Präzision und gute Oberflächenqualität bieten, so wie sie der Spritzguss liefert. Im 3D-Druck gelingt das recht gut mit der Stereolithographie (SLA). Laserlicht härtet flüssiges Harz an den gewünschten Stellen gezielt aus, bis ein vollständiges 3D-Objekt entsteht. SLA-Teile erfüllen hohe Ansprüche an die Genauigkeit. „Doch dabei hat man oft das Problem, dass die verwendeten Materialien recht spröde sind, dass sie eine eher schlechte Schlagzähigkeit aufweisen und bei hohen Temperaturen ihre Form nicht gut halten“, sagt Prof. Jürgen Stampfl vom Institut für Werkstoffwissenschaften und Werkstofftechnologie der TU Wien.
Am WT beschäftigen sich Wissenschaftler schon seit Jahren mit der Frage, welche Materialmischungen für welche 3D-Druck-Anwendungen optimal geeignet sind. Daraus ging das Start-up Cubicure hervor. Es hat sich auf neuartige Harze spezialisiert, die die genannten Probleme lösen, und dafür eine 3D-Druck-Technik auf Basis der Stereolithographie entwickelt.
Hochviskose Harze werden bei 120 °C verarbeitet
Der neue Druckprozess von Cubicure findet bei bis zu 120 °C statt – und wird Hot Lithography genannt. Bei der hohen Temperatur lassen sich hochviskose Spezialharze gut verarbeiten. Die Bereiche des Harzes, die ausgehärtet werden sollen, belichtet ein spezieller Laser. Er löst eine chemische Reaktion aus, die das Harz an den gewünschten Stellen aushärten lässt.
Nach dem Abkühlen zeigen die ausgehärteten Harze sehr gute Materialeigenschaften, wie die Wiener berichten: Sie sind fest und hitzebeständig bis zu 75 °C und können Stöße unbeschadet absorbieren. Das Material lasse sich hochpräzise verarbeiten – mit einer Auflösung von bis zu 10 µm, das ist etwa ein Sechstel der Dicke eines menschlichen Haares. Und die Oberflächen weisen eine sehr gute Qualität auf – Cubicure vergleicht sie mit denen von Spritzguss.
Auch anwenderspezifische Harze sind möglich
„Unsere Technologie bietet für viele Anwendungsbereiche große Vorteile“, sagt Dr. Markus Pfaffinger, beim Start-up zuständig für Business Development. „Wir sehen große Chancen in Automobilbau, Luft- und Raumfahrt, Elektro- und Elektronikindustrie, aber auch in Maschinenbau, Feinwerktechnik und der Zulieferbranche.“
Cubicure bietet anwendungsspezifische Entwicklungsleistungen an. „Je nach Einsatzgebiet sind leicht unterschiedliche Harzmischungen optimal. Wir arbeiten gerne mit unseren Kunden zusammen, um gemeinsam den besten Mix an Materialeigenschaften für ihre Anwendungen auszuwählen.“ Neben den hochviskosen Spezialharzen liefert Cubicure auch die 3D-Drucker, die auf Hot Lithography basieren – der Caligma 200 ist nun als erster für den kommerziellen Einsatz erhältlich. (os)
