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Jul 19, 2023

BASF bietet flexible 3D-Druckmaterialien für nahezu jede Technologie

Teilen Sie diesen Artikel BASF Forward AM hat seinen Anteil an der additiven Fertigungsindustrie (AM) stetig erhöht, nicht nur durch Übernahmen wie die von Sculpteo, sondern auch durch die Einführung von

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BASF Forward AM hat seinen Anteil in der additiven Fertigungsindustrie (AM) kontinuierlich ausgebaut, nicht nur durch Übernahmen wie die von Sculpteo, sondern auch durch die Einführung völlig einzigartiger Materialien. Zu den Themen, mit denen sich die Marke Forward AM des Unternehmens befasst hat, gehören flexible Polymere, die nicht auf eine einzige 3D-Drucktechnologie beschränkt sind, sondern die gesamte Bandbreite abdecken: von Pulvern zum Sintern über Harze für die Küvetten-Photopolymerisation bis hin zu Filamenten für die Materialextrusion.

In der gesamten AM-Branche sind Materialbeschränkungen ein ständiges Problem. Typischerweise müssen Thermoplaste, die beim Spritzgießen Standard sind, über spezielle Formulierungen verfügen, die für den 3D-Druck vorbereitet sind. Generell gilt, dass beim Pulverbettschmelzen (PBF) aufgrund der Art des Bauprozesses nur eine besonders begrenzte Auswahl an verfügbaren Materialien zur Verfügung steht.

Wenn es um flexible Materialien geht, gibt es noch weniger Möglichkeiten, was bedeutet, dass Ingenieure, Produktdesigner und Hersteller beim 3D-Druck elastischer Teile nur sehr wenig zur Verfügung haben. Dies kann alles sein, von tragbaren Gegenständen wie medizinischen Geräten, Schuhen oder Helmen bis hin zu Industriekomponenten wie Scharnieren und Dichtungen.

Ein mit TPU 88A 3D-gedrucktes Rohr.

BASF Forward AM ist nicht nur einer der führenden Hersteller flexibler Materialien für PBF, sondern auch einer der wenigen. Basierend auf der Elastollan®-Linie der BASF hat Forward AM Ultrasint® TPU01 für MJF sowie TPU 88A und TPU 88A Black für SLS entwickelt. Tatsächlich ist Ultrasint® TPU01 das einzige flexible Material, das für die MJF-3D-Drucker der HP 5200-Serie im Handel erhältlich ist.

Neben den Vorteilen gummiartiger Eigenschaften bieten die TPUs von Forward AM eine hohe Ermüdungs-, Abrieb- und Schlagfestigkeit. Das Material wird als sehr druckbar und einfach zu verwenden beschrieben und soll ein großes Anwendungsfenster mit hoher Prozessstabilität und Durchsatz haben. Alle Forward AM-TPUs verfügen über eine Biokompatibilitätserklärung, was bedeutet, dass sie bei Hautkontakt in medizinischen und Verbraucheranwendungen verwendet werden können. Sie wurden außerdem auf UV- und Roßflex-Ermüdung getestet, um die Haltbarkeit des Endteils für eine dauerhafte Nutzung zu gewährleisten.

Dadurch eignen sich Forward AM TPUs ideal für eine Vielzahl von Anwendungen. In industriellen Umgebungen kann der 3D-Druck verwendet werden, um individuelle Vorrichtungen und Vorrichtungen zu erstellen, die an eine bestimmte Werkstattaufgabe angepasst werden können. Gleichzeitig weisen sie eine Schlagfestigkeit sowie Geräusch- und Vibrationsreduzierung auf, ideal für industrielle Anwendungen. Außerhalb der allgemeinen Industrie erfüllt das Material auch die gesetzlichen Anforderungen für Fahrzeuginnenräume, einschließlich der Flammwidrigkeit.

Für medizinische Anwendungen eignet sich das Material aufgrund der Hautkontaktsicherheit des Materials sowie seiner ausgewogenen Flexibilität und Steifigkeit möglicherweise für kundenspezifische Prothesenschäfte. Diese für die Prothetik wesentlichen Elemente können für Orthopädietechniker und Orthopädietechniker, die den 3D-Druck in ihre Praxen einführen möchten, jedoch auch ein einfacher Erfolg sein.

Aus ähnlichen Gründen können die Materialien für Konsumgüter und Schutzausrüstung wie Helme und Schuhe verwendet werden. In diesen Fällen eignen sich Gitterstrukturen perfekt für einen verbesserten Schaumstoffersatz, da sie so gestaltet werden können, dass sie Aufprallkräfte absorbieren und verteilen und so das Verletzungsrisiko bei Aktivitäten mit hohem Aufprall verringern. Diese Vorteile werden durch die leichte und atmungsaktive Beschaffenheit der 3D-gedruckten Polsterung ergänzt. Forward AM TPUs haben außerdem den Vorteil der UV-Beständigkeit.

Neben PBF-Pulvern bietet Forward AM auch aus Elastollan gewonnene Filamente an, darunter Ultrafuse® TPU 85A, 95A und 64D. Die Filamente ähneln den PBF-Pulvern darin, dass sie langlebig sind und eine hohe Erfolgsquote beim Drucken sowie ein großes Anwendungsfenster aufweisen. Sie bieten außerdem eine hohe Abrieb- und Schlagfestigkeit und sind mit wasserlöslichen Trägern kompatibel, was bei flexiblen Materialien anderer Hersteller nicht immer der Fall ist.

Die thermoplastischen Filamente der Marke sollen langlebiger sein. Dies bedeutet die Herstellung von Vorrichtungen und Vorrichtungen, die die gleiche Flexibilität wie Polypropylen erfordern, sowie von Rädern und Rollen, Transportbändern, Rohren und Schläuchen im industriellen Bereich. Für Verbraucher- und medizinische Anwendungen nennt das Unternehmen Skischuhe, Skispitzen und -enden, Skateboardrollen, Orthopädie/Prothetik, Einlagen und Zwischensohlen als potenzielle Anwendungsfälle. Für Automobilanwendungen könnten Anwender Dichtungen, Schwingungsdämpfer und dekorative Abdeckungen in Betracht ziehen.

Neben Pulvern und Filamenten bietet Forward AM eine Vielzahl flexibler Photopolymere an. Mit Materialien wie Ultracur3D® EL 60, EL 150, EL 4000, FL 60 und FL 300 umfasst das Portfolio ein breites Spektrum an Shore-Härten von 40 A bis 90 A. Die Materialien erfordern keine thermische Nachhärtung und ersetzen herkömmliche Materialien Endbearbeitungsintensives Formen von Silikon-, Urethan- und Butylkautschuk, wodurch die Zykluszeit für die Neugestaltung minimiert und der Aufwand für die Prototypenentwicklung gesenkt wird.

Die hohe Bruchdehnung der Ultracur3D®-Photopolymere macht sie ideal für Anwendungen, die Materialien mit einem hohen Maß an Flexibilität und Belastbarkeit erfordern. Die flexible Produktlinie Ultracur3D® wurde verschiedenen Tests unterzogen, darunter einer Fallturmanalyse, die die Rückprallelastizität der Materialien als wichtigen Indikator für ihre Fähigkeit zeigt, wiederholter Belastung und Verformung standzuhalten.

Das folgende Video zeigt die Spezifikationen und Ergebnisse des Tests und hilft Kunden dabei, das richtige Material für ihre spezifischen Anforderungen auszuwählen. Eine weitere wichtige Materialeigenschaft flexibler Materialien ist die Fähigkeit, Stöße zu absorbieren. Diese Funktion wird in vielen Anwendungsbereichen benötigt, beispielsweise bei Sportgeräten zur Herstellung von Schutzausrüstung wie Helmen und Polstern oder bei Konsumgütern und in der Industrie zum Schutz kritischer Komponenten. Aufgrund ihrer einzigartigen Zusammensetzung bieten die flexiblen Ultracur3D®-Materialien hervorragenden Schutz vor Beschädigungen und halten starken Stößen stand.

BASF-Ultracur3D-EL-FL_Drop-Tower-Test_EN-1

Ultracur3D®-Materialien sind für ihr schnelles Drucken und ihre einfache Verarbeitbarkeit bekannt, was sie zur perfekten Wahl für schnelles Drucken ohne Kompromisse bei der Qualität macht. Darüber hinaus sind Testergebnisse zur chemischen Beständigkeit gegenüber Industrieflüssigkeiten und zur Biokompatibilitätserklärung für fast das gesamte Materialportfolio sowie zur UV-Stabilität für Ultracur3D® EL 4000 und FL 60 verfügbar. Die Materialien werden in verschiedenen Branchen und Anwendungen eingesetzt, z Einlegesohlen in Schuhen, Schutzausrüstungen in Sportartikeln, anatomische Modelle in medizinischen Anwendungen, Dichtungen und flexible Greifer im industriellen Bereich sowie funktionelles Prototyping.

Zusätzlich zu Elastollans Erfolg in der größeren Fertigungsindustrie bieten die TPUs von Forward AM den Vorteil von End-to-End-Lösungen, von der Simulation bis zum Nachbearbeitungs-Know-how. Mit den Ultrasim® 3D Services von Forward AM ist es möglich, die Leistung eines Teils beim 3D-Druck mit einem der Materialien von Forward AM mithilfe der Finite-Elemente-Analyse zu quantifizieren. Zu den weiteren Tools gehören ein Gesamtbetriebskostenrechner und die Ultrasim® 3D Lattice Engine, die es ermöglichen, Gittergeometrien in ein Design zu integrieren.

Die Möglichkeit, Gitterdesigns in einem 3D-gedruckten, flexiblen Teil darzustellen, ist ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal für Produkte, nicht nur wegen Gewichtseinsparungen und Materialreduzierung, sondern auch wegen der Einführung einzigartiger Designmerkmale. Wenn es beispielsweise um Polsterungen für Medizin-, Sport- und Konsumgüter geht, werden Gitterstrukturen entscheidend für die Veränderung der Polsterleistung eines bestimmten Produkts sein. Durch die Änderung des Gittermusters innerhalb eines Teils ist es möglich, dessen Shore-Härte mit einem einzigen Material zu ändern. Die Ultrasim® 3D Lattice Engine wird diese Produktentwicklung für Benutzer rationalisieren, die Designs für AM optimieren möchten.

Forward AM hat außerdem mit den führenden Entwicklern von Nachbearbeitungstechnologie, AMT und Dyemansion, zusammengearbeitet, die das Dampfglätten und Färben von PBF-Teilen ermöglichen, um Produktoberflächen zu bieten, die Verbraucher von traditionellen Fertigungstechnologien erwarten. Darüber hinaus kann die Nachbearbeitung bei bestimmten Produktanforderungen von entscheidender Bedeutung sein, um die richtigen Toleranzen und die Verwendung medizinischer Geräte zu erreichen. Die Möglichkeit, Spezialbeschichtungen aufzutragen, insbesondere Ultracur3D® Coat F+ für elastische Materialien, bedeutet, dass 3D-gedruckte Teile hinsichtlich der Farbe nicht eingeschränkt sind. Forward AM ist in der Lage, nahezu jede Farbe oder jeden Effekt für die Beschichtung eines flexiblen 3D-Drucks individuell anzupassen Komponente.

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