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Vortrag (20 Min. Vortrag, 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Optimierung der Grenzschichtqualität von additiv gefertigten Kunststoffen durch eine in situ Infrarotvorheizung

Donnerstag (19.09.2019)
16:30 - 17:00 Uhr Heyn
Bestandteil von:


Die Anfänge von additiven, schichtauftragenden Fertigungsverfahren waren geprägt von Prototypen- und Werkzeugbau. Durch kontinuierliche Verbesserungen hinsichtlich Technologie, Prozess und Material ist inzwischen die Fertigung von Serienbauteilen möglich. Dies bringt neben neuen Chancen auch die Notwendigkeit von tiefgreifendem Prozessverständnis mit sich. Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen ein hochgradig anisotropes Materialverhalten von additiv gefertigten Kunststoffen mittels Materialextrusion. Die offensichtliche Schwachstelle der extrusionsbasierten Fertigungsverfahren, wie fused deposition modeling (FDM), fused filament fabrication (FFF) oder fused layer manufacturing (FLM), sind die Grenzschichtverbindungen in Fertigungsrichtung. Durch die Optimierung dieser Grenzschichtverbindungen, kann demnach die gesamte Leistungsfähigkeit von additiv gefertigten Kunststoffen verbessert werden. Hierzu, wird eine Infrarotvorheizung mit einem handelsüblichen FLM-System kombiniert. Der Kunststoff wird dabei während des Fertigungsprozesses oberhalb der Glasübergangstemperatur gehalten. Zur Charakterisierung der Grenzschichtqualität, wird die Zugfestigkeit der Grenzschicht in einem quasi-statischen Zugversuch ermittelt. Die Prozessqualität wird mittels computertomografischer und mikroskopischer Untersuchungen beurteilt. Die mechanische Charakterisierung zeigt unterschiedliche Grenzschichtqualitäten. Die Infrarotvorheizung erhöht dabei die Zugfestigkeit der Grenzschicht um ca. 15 % bei gleichzeitig etwas zunehmender Bruchdehnung.

Sprecher/Referent:
Patrick Striemann
Hochschule Ravensburg-Weingarten
Weitere Autoren/Referenten:
  • Daniel Hülsbusch
    TU Dortmund
  • Prof. Dr. Michael Niedermeier
    Hochschule Ravensburg-Weingarten
  • Prof. Dr. Frank Walther
    TU Dortmund

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