Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Verbesserung der Alterungsstabilität von Kunststoff-Pulvern für das Laser-Sintern durch maßgeschneiderte Additivsysteme

Beim selektiven Lasersintern (SLS) ist ein großes Problem die Alterung des Pulvers aufgrund der langandauernden thermischen Belastung im Pulverbett, was die Wiederverwendbarkeit des Pulvers beschränkt. Hauptursache für die Alterung des Pulvers sind zeit- und temperaturabhängige chemische und physikalische Vorgänge bei den im Pulverbad typischen Temperaturen wie Verzweigung oder Vernetzung der Makromoleküle, Kettenabbau oder Veränderungen der Kristallstruktur durch Nachkristallisation. Die üblichen Kunststoffadditive sind für die Belastungen bei hohen Temperaturen im Kunststoffverarbeitungsprozess sowie die Radikalbildung im Langzeiteinsatz optimiert, nicht jedoch für die langandauernde moderate Temperaturbelastung im Pulverbett. Es sollen deshalb Additive entwickelt werden, die bei den Temperaturen des Pulverbetts wirksam werden und a) eine chemische Veränderung sowie b) eine Erhöhung der Kristallinität des Materials verhindern. Die Additive sollen durch Schmelzemischen und anschließendes Mahlen eingearbeitet werden. Als Resultat soll die Wiederverwendbarkeit des Pulvers deutlich erhöht werden und die mit gealtertem Pulver verbundenen starken Qualitätsschwankungen der Bauteile vermieden werden. Hieraus resultieren deutliche Kosteneinsparungen beim Pulver und eine stabilere Prozessführung im SLS-Prozess, wodurch die Wirtschaftlichkeit weiter verbessert wird. Der Nutzen für kmU ergibt sich aus direkten Kosteneinsparungen beim Pulver, durch eine verbesserte Bauteilqualität und geringere Ausschussrate, sowie die Erschließung neuer Märkte. Für Additivhersteller und Konfektionierer von SLS-Pulvern eröffnen sich neue Marktchancen.