Werkstoffe

HOHE MATERIALVIELFALT, FREIE HERSTELLERWAHL

HAGE3D bleibt weiterhin der offenen Materialideologie treu, d.h. Sie haben freie Herstellerwahl. Der Druckkopf und die Maschine sind daher für sämtliche am Markt verfügbare Filamente offen.

Mit etablierten und ausgewählten Materialpartnern haben wir die optimalen Verarbeitungssettings erarbeitet. Diese Werkstoffparameter erhalten Sie von uns selbstverständlich - für den schnellen und zuverlässigen Druck ihrer Bauteile. Die Parameter können natürlich ebenso in der Slicing-SW hinterlegt werden.

STANDARD- KUNSTSTOFFE

Standardkunststoffe (auch Massenkunststoffe genannt) sind preisgünstig und vielseitig verwendbar. Sie umfassen normalerweise die vier weltweit am häufigsten verbrauchten Kunststoffe: Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC) und Polystyrol (PS). In der additiven Materialextrusion ist aufgrund des mengenmäßigen Einsatzes vor allem von PLA und PETG die Rede.

Technische Kunststoffe (Konstruktionskunststoffe) besitzen im Vergleich zu den Standardkunststoffen bessere mechanische Eigenschaften, wie z. B. eine größere Schlagzähigkeit oder höhere Zugfestigkeit. Sie eignen sich daher für technische Anwendungen und teilweise Konstruktionsanwendungen (tragende Teile). Technische Kunststoffe werden manchmal dadurch definiert, dass ihre mechanischen Werte und Dimensionsstabilitäten bis maximal 150 °C Einsatztemperatur erhalten bleiben. In der additiven Werkstoffextrusion zählt auch PP, normalerweise ein Standardkunststoff, zu den technischen Kunststoffen.

TECHNISCHE KUNSTSTOFFE

FASER- VERSTÄRKTE KUNSTSTOFFE

Faserverstärkter Kunststoff ist ein Verbundwerkstoff, bestehend aus hochfesten Verstärkungsfasern und einer elastischen Kunststoffmatrix. Die Matrix fixiert und schützt die Fasern, die durch adhäsive Wechselwirkungen mit der Matrix verbunden sind. Die einwirkenden Normal- und Schubkräfte werden an der Faser-Matrix-Grenzfläche in die Fasern geleitet und von diesen aufgenommen. Die Faserform wird gewählt, da hier ein großes Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnis und ein großes Aspektverhältnis gegeben sind. Das Aspektverhältnis macht einen anisotropen Werkstoffaufbau möglich. Faser-Kunststoff-Verbunde weisen in der Regel hohe spezifische Steifigkeiten und Festigkeiten auf. Dies macht sie zu geeigneten Werkstoffen in Leichtbauanwendungen. Grundsätzlich können Thermoplaste oder Duroplaste mit Kurz-, Lang- oder Endlosfasern verstärkt werden. HAGE3D hat sich für das System Thermoplast-Kurzfaser entschieden, da es eine gute Werkstoffperformance mit guter Druckbarkeit vereint. Als Faserbasis wurden Glas (Standardverstärkung) und Carbon (Hochverstärkung) gewählt. Dank Reproduzierbarkeit, Größe und Zuverlässigkeit der HAGE3D-Drucker bietet das neue Werkstoffsystem die Möglichkeit zum gedruckten Leichtbau.

Alle mechanischen Kennwerte sind maximal erreichbare Werte im geprüften Bauteil

Kunststoffe werden häufig als nicht temperaturbeständiger Werkstoff betrachtet. Es gibt jedoch durchaus Hochleistungskunststoffe (PEKK, PEEK, PEKK, PSU…) mit einem speziellen makromolekularen Aufbau, die dauerhaften Betriebstemperaturen von 150 °C bis über 300 °C standhalten können. Diese Hochtemperaturwerkstoffe sind geeignet, wenn ein intelligenter Ersatz für Metall (vor allem Aluminium) gesucht wird, da der polymere Aufbau auch höchste mechanische Performance liefert. Sie bieten auch sehr gute Gleiteigenschaften, ein geringes Gewicht und Chemikalienbeständigkeit bzw. Korrosionsfreiheit. Durch Hinzufügen von Verstärkungsstoffen wie Glas- oder Kohlefasern können Steifigkeit und Wärmeformbeständigkeit verbessert und so Hochleistungsverbunde erzeugt werden.

HOCHTEMPERATUR-KUNSTSTOFFE

THERMO- PLASTISCHE ELASTOMERE
(WEICHKUNSTSTOFFE)

Thermoplastische Elastomere (TPE) zeichnen sich dadurch aus, dass sie sich immer wieder plastifizieren lassen. Das trifft auf normale Elastomere („Gummi“) nicht zu, da diese chemisch dauerhaft vernetzt sind. TPEs hingegen sind physikalisch vernetzt und die temporären Vernetzungsbrücken lassen sich thermisch ein- bzw. ausschalten. Daher sind TPEs ein thermoplastisch verarbeitbarer Gummi.

Bereits seit mehreren Jahren beschäftigt sich HAGE3D mit der Herstellung metallischer Bauteile im indirekten Metalldruck. Die neue Herstellungsmethode wird als SDS-Prozess bezeichnet (Shaping, Debinding, Sintering – Formgebung, Entbindern, Sintern). Das Shaping im indirekten Metalldruck erfolgt durch eine HAGE3D-Maschine. Das gedruckte Teil befindet sich dann in einem „Grünzustand“. Anschließend wird das Bauteil einem katalytischen Entbinderungsprozess unterzogen, um das Polymerbindemittel zu entfernen. Nach dem Entbindern ist das Teil porös und erfordert einen Sinterprozess. Erst dann entsteht ein festes, dichtes Metall. Das gesinterte Teil ist gebrauchsfertig, es ist aber auch eine zusätzliche Nachbearbeitung möglich. Durch Polieren, Fräsen, Wärmebehandlung und Beschichten kann die gewünschte Oberflächenqualität erzielt werden. Die Oberflächenverfeinerung kann aber auch am Grünling erfolgen. Der indirekte Metalldruck eignet sich vor allem für Anwender, die gelegentlich mit dem Kunststoffdrucker ein Metallbauteil drucken möchten.

METALLCOMPOUNDS
(INDIREKTER METALLDRUCK)