UPM Formi 3D20/19 Pellets

Das Material UPM Formi 3D 20/19 des finnischen Unternehmens UPM Biocomposites wurde 2018 auf der NORDIC 3D Expo mit großem Erfolg vorgestellt. UPM Biocomposites nutzte seine Erfahrung in der forstbasierten Industrie und nachhaltige Innovation, um dieses Biokompositmaterial zu entwickeln, das aus sorgfältig ausgewählten holzbasierten Zellulosefasern (20 %) aus PEFC-zertifizierten Wäldern und nativer Polylactidsäure (PLA) besteht. UPM Formi 3D 20/19 wurde speziell für die Additive Fertigung im großen Maßstab (LSAM) und den 3D-Druck entwickelt und lässt sich aufgrund seines einzigartigen thermomechanischen Verhaltens effizient und einfach in beiden Fertigungsverfahren einsetzen.

UPM Formi 3D 20/19 ist in Form von Pellets erhältlich, die sicher und einfach in offener Atmosphäre zu drucken sind. Generell ermöglicht der Druck auf Granulatbasis eine wesentlich schnellere (bis zu 37-mal) Konstruktion großer Strukturen als filamentbasierte Verfahren. Durch die Kombination fortschrittlicher Zellulosefaser- und Biopolymertechnologien ermöglichen die UPM Formi 3D 20/19 Pellets die Herstellung von hochauflösenden und leichten Strukturen, die gleichzeitig natürlich, nachhaltig und recycelbar sind. Die UPM Formi 3D 20/19 Pellets sind eine äußerst vielseitige Lösung, die auf vier Arten verwendet werden kann:

1. Für die Herstellung von Formen (Betonguss, Vakuuminfusion).
2. Für den großformatigen 3D-Druck.
3. Für den Desktop-3D-Druck.
4. Für die Produktion von Filamenten in großem oder kleinem Maßstab.

Bild 1: Ein Stuhl, der mit den UPM Formi 3D 20/19 Pellets 3D-gedruckt wurde. Quelle: UPM Biocomposites.

Während die herkömmliche Formenherstellung mit langen Vorlaufzeiten und einer erheblichen Menge an Abfall durch CNC-Fräsen verbunden ist, ermöglichen die UPM Formi 3D 20/19 Pellets eine viel einfachere Formenherstellung, bei der viel weniger Zeit und Arbeit für die Herstellung einer Form erforderlich ist. Dies führt nicht nur zu kürzeren Durchlaufzeiten, sondern auch zu praktisch keinem Abfall und einer deutlich leichteren Form, die auch mit Sperrholzstrukturen kompatibel ist. Die UPM Formi 3D 20/19 Pellets liefern dank der Dimensionsstabilität und der guten Schmelzfestigkeit des Materials hervorragende Ergebnisse, wenn sie mit Düsen mit großem Durchmesser (2-8 mm) gedruckt werden. 

Bild 2: Mit UPM Formi 3D 20/19 Pellets 3D-gedruckte Form. Quelle: UPM Biocomposites.

Obwohl die UPM Formi 3D 20/19 Pellets hauptsächlich auf LSAM ausgerichtet sind, sind sie auch für den reibungslosen Durchfluss durch kleinere Düsen optimiert, was sich in dem bereits erwähnten einzigartigen thermomechanischen Verhalten zeigt. Im geschmolzenen Zustand weisen die UPM Formi 3D 20/19 Pellets selbsttragende Eigenschaften, einen scherverdünnenden Schmelzfluss, eine schnelle Abkühlung und eine extrem geringe Schrumpfung auf. Die Zellulosefasern in der PLA-Basis verhindern die Entstehung von Eigenspannungen im Bauteil und verbessern den Schleifprozess und die Absorption von Lacken in der Nachbearbeitung.

Bild 3: Mit UPM Formi 3D 20/19 Pellets hergestellte Teile können wie Holz nachbearbeitet werden. Quelle: UPM Biocomposites.

Darüber hinaus weist das gedruckte Teil eine hervorragende Haftung der ersten Schicht auf und der Druck von runden oder anderen komplexen Formen ist ohne separates Trägermaterial möglich. Die mit den UPM Formi 3D 20/19 Pellets 3D-gedruckten Teile zeichnen sich durch eine natürliche Haptik, eine matte, holzähnliche Oberfläche und eine natürlich gelbliche Farbe aus, die satt und leuchtend bleibt, da die verwendeten Zellulosefasern kein Lignin enthalten. Die 3D-gedruckten Teile können wie Holz durch Fräsen, Sägen, Schleifen, Beizen, Wachsen, Lackieren und Streichen nachbearbeitet werden.

Bild 4: Formherstellung durch Granulatextrusion mit den UPM Formi 3D 20/19 Pellets. Quelle: UPM Biocomposites.

Die ideale Ausrüstung für den großformatigen 3D-Druck mit UPM Formi 3D 20/19 Pellets ist der CEAD E25 Extruder - ein leichter Pellet-Extruder, der auf Roboterarmen, CNC-Maschinen oder auf dem AM Flexbot von CEAD montiert werden kann. Der AM Flexbot ist eine flexible roboterbasierte Lösung mit einem modularen Design, das eine Anpassung an die Produktionsanforderungen ermöglicht. Eine weitere Option für die Extrusion großformatiger Pellets ist der Hochgeschwindigkeits- und High-Flow-Extruder Pulsar von Dyze Design. Was die Extrusion von Pellets im Desktop-Format angeht, so können die UPM Formi 3D 20/19 Pellets auch auf dem Mahor V4 Pellet-Extruder verwendet werden - leicht, kompakt und kompatibel mit vielen FDM-3D-Druckern. Filament kann mit den UPM Formi 3D 20/19 Pellets in großem Maßstab, aber auch unter häuslichen Bedingungen mit Hilfe des Felfil-Ökosystems hergestellt werden, das den EVO-Extruder und einen Spooler enthält. Das Filament kann mit Hilfe von Farbstoff für Pellets auf PLA-Basis, die während des Extrusionsprozesses hinzugefügt werden, personalisiert werden, wodurch ein nachhaltiges Biokomposit-Filament mit einzigartigen Eigenschaften und in verschiedenen Farboptionen entsteht.

E25 extruder - CEAD

AM Flexbot System - CEAD

Dyze Pulsar™ Granulat-Extruder

Mahor V4 Pellet-Extruder

Die Vorteile der UPM Formi 3D 20/19 Pellets enden hier noch nicht. Im Einklang mit der Nachhaltigkeits- und Innovationsphilosophie von UPM Biocomposites sind die UPM Formi 3D 20/19 Pellets weit mehr als nur eine kostengünstige LSAM-Lösung. Die in den Pellets enthaltene Zellulose ist ein nachwachsender Rohstoff mit einer Ausschussquote von nahezu 0 %, der es ermöglicht, die Pellets zu recyceln (z. B. mit Hilfe des Felfil-Kunststoff-Häckslers) oder zur Energiegewinnung zu verbrennen, sobald das hergestellte Teil nicht mehr benötigt wird.

Bild 5: Ein Kajak, das mit den UPM Formi 3D 20/19 Pellets 3D-gedruckt wurde. Quelle: UPM Biocomposites.

Die UPM Formi 3D 20/19 Pellets sind in der LSAM weit verbreitet und ihre häufigsten und empfohlenen Anwendungen sind die Herstellung von Möbeln, Kunst und Dekoration, Formen, für das Prototyping in der Architektur oder die Herstellung von Filament für den 3D-Druck. Die Verwendung der UPM Formi 3D 20/19 Pellets ist eine kosten- und ressourceneffiziente Alternative, um die Umweltauswirkungen von Produkten zu reduzieren und einen Mehrwert zu schaffen. Da die UPM Formi 3D 20/19 Pellets PEFC-zertifiziert sind, kann auch das Endprodukt diese Zertifizierung erhalten, was als Marketinghebel genutzt werden kann und die Bedeutung ökologischer Werte für die Marke unterstreicht.

Die zahlreichen Verwendungsmöglichkeiten des UPM Formi 3D 20/19-Granulats bieten unzählige Möglichkeiten für nachhaltige und umweltbewusste Anwendungen, sowohl mit Hilfe von LSAM als auch durch experimentelle Extrusion mit Hilfe von kompakten Pellet-Extrudern oder sogar Desktop-Lösungen für die Pellet-Extrusion. Das hervorragende thermomechanische Verhalten und die Eigenschaften des UPM Formi 3D 20/19 Pellets machen es zu einem leicht zu verarbeitenden Material, das zuverlässige und einzigartige Drucke garantiert, die gleichzeitig ein Statement sind.