Kunststoff Freiformgerät für Thermoplaste in Granulatform

• Fachliche Zuordnung: Produktionstechnik
• Förderung: Förderung in 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 445455137

Der Herstellung von Komponenten und Baugruppen für Medizingeräte und Implantate aus Kunststoff im Spritzgussverfahren ist weit verbreitet. Auch die Herstellung mittels verschiedener Rapid-Prototyping Verfahren (RP, auch als 3D-Druck oder additive Fertigung bezeichnet) gehört zum Stand der Technik. Insbesondere in der Medizintechnik sind jedoch zertifizierte bzw. zugelassene Materialien nötig, die unabhängig von der gewählten RP-Verfahren verwendet werden können. Das beantragte Gerät ist in der Lage, gleichzeitig bis zu drei beliebige Thermoplaste in Granulatform zu verarbeiten. Somit kann mit Originalmaterialien gearbeitet werden. Ziel ist es, mit dem Gerät Fragestellungen der Medizintechnik (z.B. Implantate zum automatisierten Wundverschluss, radiotransluzente Antriebe, mehrachsige Kraftsensoren für die haptische Nutzerinteraktion etc.) zu beantworten. Mit dem Gerät soll es möglich werden, diese Systeme in einem Arbeitsgang herzustellen und ohne große Nacharbeit der experimentellen Untersuchung zu zuführen. Das Gerät dient der additiven Fertigung von Teilen aus thermoplastischem Kunststoff in Granulatform. Damit ist gewährleistet, beliebige, nicht vorbehandelte (Umformen in Filamentform, Beschichtung, Pulver) Thermoplaste verwenden zu können. Somit können auch Kunststoffe mit besonderen Eigenschaften (elastisch, elektrisch leitfähig, resorbierbar, transluzent, magnetisch etc.) verwendet werden, die mit anderen Systemen so nicht genutzt werden können. Außerdem wird ein Gerät benötigt, welches das Material nicht in Form eines Fadens, sondern als Tröpfchen ausgibt, um möglichst isotrope Eigenschaften des Bauteils zu erzielen. Nicht zuletzt wird ein System benötigt, das gleichzeitig drei verschiedene Materialien verarbeiten kann, um sowohl Stütz- als auch geometrische Strukturen und Sondermaterialien (s.o.) verarbeiten zu können. Es sollen Bauteile mit Abmessungen bis ca. 120×120×200 mm³ herstellbar sein. Ein übermäßig großer Arbeitsraum ist dabei nicht dienlich, da der Temperaturgradient im Bauraum zu Verzug bei den Bauteilen führen kann.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Kunststoff Freiformgerät für Thermoplaste in Granulatform
• Gerätegruppe: 2110 Formen-, Modellherstellung und gießereitechnische Maschinen
• Antragstellende Institution: Universität Stuttgart
• Leiter: Professor Dr. Peter Pott