Traditionell wird die additive Fertigung unter anderem in Bereichen wie der Automobilindustrie, dem Bildungswesen oder der Architektur eingesetzt. Dieses Projekt wurde jedoch im Rahmen der Geologie entwickelt.
Tomas Feřtek, ein Forschungsingenieur am Institut für Geologie, hat den 3D-Druck für die Herstellung von mechanischen Sensorhalterungen, Sensorkörpern und Motoren für Hochdruckkammern eingesetzt.
Die Notwendigkeit, neue Sensoren zu testen, Designs zu optimieren und zu modifizieren, führte ihn zur additiven Fertigung. Der 3D-Druck beschleunigt die Fertigung, die unabhängig (ohne auf ein externes Unternehmen angewiesen zu sein) erfolgt und reduziert die Produktionskosten im Vergleich zu CNC-gefrästen Teilen.
Eines der Teile, die sie herstellen mussten, sollte als Drucksensor dienen. Für diese Anwendung war es wichtig, ein Material zu verwenden, das abriebfest und chemikalienbeständig ist.
Bei der Überprüfung der Eigenschaften der verschiedenen technischen Filamente, die auf dem Markt zu finden sind, fanden sie eines, das alle Anforderungen für die Herstellung des fraglichen Teils erfüllte, und so wurde es für diese Anwendung ausgewählt: das von Fillamentum hergestellte Nylon AF80 Aramid-Filament.
Nylon AF80 Aramid-Filament ist ein Material für den FDM-3D-Druck, das aus Aramidfasern und einer Mischung aus Polyamiden besteht. Nylon AF80 ist ein selbstschmierendes Material mit tribologischen Eigenschaften: Teile aus diesem Material sind besonders gleitfähig, während Aramid eine robuste Kunstfaser ist, die gegen Stöße, Abrieb, organische Lösungsmittel und Hitze beständig ist.
Die Verstärkung der Aramidfasern zusammen mit den Eigenschaften des Nylons AF80 verleihen dem Nylon AF80 Aramid-Filament die folgenden Eigenschaften:
- Tribologische Eigenschaften
- Hohe Zugfestigkeit
- Hohe Wärmebeständigkeit
- Hohe Schlagfestigkeit
Diese Eigenschaften waren sehr nützlich für das Projekt des Instituts für Geologie der Tschechischen Akademie der Wissenschaften, das eine der ersten Institutionen war, die dieses Filament getestet hat.
Beim Drucken mit dem Nylon AF80 Aramid-Filament verwendete Tomas Feřtek die gleiche Druckkonfiguration, die er auch für den Druck mit ABS verwendet, und änderte lediglich die Temperatur des Heißbetts (Anstieg auf 140 °C). Tomas Feřtek hat erklärt, dass das Drucken mit dem Nylon AF80 Aramid-Filament alle seine Erwartungen und die des Instituts für Geologie erfüllt hat.
Unter anderem haben sie die gute Haftung zwischen den Schichten oder die matte Oberfläche des Stücks hervorgehoben, die ästhetisch sehr ansprechend ist. Als Drucktipps empfahlen sie den Druck dieses Materials auf einem professionellen 3D-Drucker, vorzugsweise mit beheizter Kammer, sowie die Verwendung eines für Polyamid geeigneten Klebstoffs wie Magigoo PA. Die Abkühlung des Teils sollte langsam erfolgen, um das Auftreten von Problemen wie Verzug zu vermeiden.
Der Einsatz der additiven Fertigung als Fertigungsverfahren oder für das Prototyping ist ein Durchbruch für kleine und mittelständische Unternehmen und Institutionen, die einen Durchbruch erzielen:
- Unabhängigkeit
- Unmittelbarkeit
- Kostenreduzierung
Dank des 3D-Drucks müssen diese Unternehmen keine Produktions- oder Prototyping-Dienstleistungen auslagern. So können sie Tests, Verbesserungen und Änderungen an den Entwürfen durchführen, bis sie das endgültige Teil erreichen. Dadurch, dass wir nicht auf andere Unternehmen angewiesen sind, werden die Fertigungszeiten verkürzt und folglich die mit dem Fertigungs- oder Prototyping-Prozess verbundenen Kosten minimiert.
