Fallstudie: Nylon AF80

Traditionell wurde die additive Fertigung in Bereichen wie Automobilbau, Bildung oder Architektur verwendet, unter anderem. Dieses Projekt wurde jedoch im Rahmen der Geologie entwickelt.

Tomas Feřtek, ein Forschungsingenieur am Institut für Geologie, hat den 3D-Druck verwendet, um mechanische Sensorhalterungen, Sensorgehäuse und Motoren für Hochdruckkammern herzustellen.

Die Notwendigkeit, neue Sensoren zu testen, Designs zu optimieren und zu modifizieren, führte zur additiven Fertigung. 3D-Druck beschleunigt die Fertigung, die unabhängig (ohne Abhängigkeit von einem externen Unternehmen) durchgeführt wird und die Produktionskosten im Vergleich zu Teilen, die mit einer CNC-Fräsmaschine hergestellt wurden, reduziert.
Eines der Teile, die hergestellt werden mussten, sollte als Drucksensor dienen. Für diese Anwendung war es wichtig, ein Material zu verwenden, das abrieb- und chemikalienbeständig ist.

Beim Überprüfen der Eigenschaften der verschiedenen technischen Filamente, die auf dem Markt erhältlich sind, fanden sie eines, das alle Anforderungen für die Herstellung des betreffenden Teils erfüllte. Daher wurde es für diese Anwendung ausgewählt: das Nylon AF80 Aramid-Filament, hergestellt von Fillamentum.

Das Nylon AF80 Aramid-Filament ist ein Material, das für den 3D-FDM-Druck aus Aramidfasern und einer Mischung aus Polyamiden hergestellt wurde. AF80-Nylon ist ein selbstschmierendes Material mit tribologischen Eigenschaften: Teile aus diesem Material sind besonders rutschig, während Aramid eine robuste synthetische Faser ist, die gegen Stöße, Abrieb, organische Lösungsmittel und Hitze beständig ist.

Die Verstärkung der Aramidfasern zusammen mit den Eigenschaften des AF80-Nylons verleiht dem Nylon AF80 Aramid-Filament folgende Eigenschaften:

• Tribologische Eigenschaften
• Hohe Zugfestigkeit
• Hohe Hitzebeständigkeit
• Schlagfestigkeit

Diese Eigenschaften waren für das Projekt am Institut für Geologie der Tschechischen Akademie der Wissenschaften sehr nützlich, das eine der ersten Einrichtungen war, die dieses Filament getestet hat.
Beim Drucken mit dem Nylon AF80 Aramid-Filament hat Tomas Feřtek dieselbe Druckkonfiguration verwendet, die er für den Druck auf ABS verwendet, wobei nur die Temperatur des Heizbetts geändert wurde (auf 140º C). Tomas Feřtek hat angegeben, dass der Druck 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 den matten Finish des Teils hervorgehoben, das auf ästhetischer Ebene sehr attraktiv ist. Als Drucktipps haben sie empfohlen, dieses Material auf einem professionellen 3D-Drucker zu drucken, vorzugsweise mit einer beheizten Kammer; sowie die Verwendung eines geeigneten Klebers für Polyamid wie Magigoo PA. Die Kühlung des Teils muss langsam erfolgen, um das Auftreten von Problemen wie Warping zu vermeiden.

Die Verwendung der additiven Fertigung als Fertigungstechnik oder für Prototypen ist ein großer Fortschritt für kleine und mittelständische Unternehmen und Institutionen und ermöglicht:

• Unabhängigkeit
• Unmittelbarkeit
• Kostenreduzierung

Dank des 3D-Drucks müssen diese Unternehmen keine Produktions- oder Prototyping-Dienstleistungen auslagern. So können sie Tests, Verbesserungen und Modifikationen an den Designs durchführen, bis sie das endgültige Stück erreichen. Da sie nicht von anderen Unternehmen abhängig sind, werden die Fertigungszeiten verkürzt und folglich die mit dem Fertigungs- oder Prototyping-Prozess verbundenen Kosten minimiert.