Neue Maschinen, Werkstoffe und Verfahren

FKM: Verschleißfeste Elastizität mit Softtouch-Effekt im 3D-Druck

Thermoplastisches Polyurethan (TPU) erfreut sich insbesondere als Werkstoff für die Herstellung von elastischen Bauteilen mit weichen und griffsympathischen Oberflächen wachsender Beliebtheit bei Designern, Produktentwicklern und Konstrukteuren. Zu den wenigen Zulieferern, die in der Lage sind, dieses Elastomer in einem Schichtbau-Verfahren des 3D-Printing wirtschaftlich herzustellen, gehört hierzulande die FKM Sintertechnik GmbH, Biedenkopf. Aus einem speziell für das Lasersintern konfektionierten TPU fertigt das hessische Unternehmen nicht nur spezielle Schuhsohlen, sondern auch besonders leise Laufrollen, weiche Schutzkappen sowie allerlei Dämpfungs- und Bedienteile in kleinen und großen Stückzahlen.

Flexibles Strukturgitter aus TPU. (Foto: FKM)

Flexibles Strukturgitter aus TPU. (Foto: FKM)

Einbauteile mit geometrisch hochkomplexe Gitterstrukturen, Dämpfungselemente mit Zonen unterschiedlicher Elastizität oder abriebfeste Bedienteile mit griffsympathischer Softtouch-Haptik sind typische Beispiele für Produkte, die heute aus thermoplastischem Polyurethan (TPU) hergestellt werden. Im hessischen Biedenkopf geschieht dies auf besondere Weise. Denn hier steht seit etwa zwei Jahren die neue Fabrik von FKM Sintertechnik, in der mit Hilfe der Lasersinter-Technologie – unter anderem – Serienbauteile aus TPU gefertigt werden. Dabei kann sich das Unternehmen derzeit über die Nachfrage nach diesem gummiähnlichen Werkstoff nicht beklagen. „Lasergesinterte Bauteile aus thermoplastischem Polyurethan erfreuen sich gerade bei den Designern und Produktentwicklern in Consumer-Industrie, Fahrzeugtechnik und Fluidtechnik wachsender Beliebtheit. Dabei entdecken wir in den gemeinsamen Projekten mit unseren Kunden auch ständig weitere Anwendungsfelder für lasergesintertes TPU – zum Beispiel die Herstellung von feinen Schläuchen mit sehr kleinen Durchmessern“, sagt FKM-Geschäftsführer Jürgen Blöcher.

Elastisch aber formbeständig

Flexible Verbindungsrohre und Schläuchen mit sehr kleinen Durchmessern aus lasergesintertem TPU. (Foto: FKM)

Flexible Verbindungsrohre und Schläuchen mit sehr kleinen Durchmessern aus lasergesintertem TPU. (Foto: FKM)

FKM Sintertechnik verwendet für die TPU-Verarbeitung eine speziell für das selektive Lasersintern optimierte, pulverförmige Werkstoff-Variante. Daraus lassen sich Formteile fertigen, deren Materialprofil durch eine Kombination aus Festigkeit, Elastizität und Verschleißbeständigkeit gekennzeichnet ist. Im Zusammenspiel mit den typischen formgeberischen Vorteilen des Lasersinterns – also etwa der einfachen Realisierung „unsichtbarer“ Innenstrukturen oder komplizierter Hinterschneidungen – bieten sich den Designern und Konstrukteuren große Freiheiten bei der Gestaltung innovativer Strukturen aus TPU. Weitere Vorteile eröffnen sich durch die Möglichkeit, das Material nachträglich einzufärben.

Glätten auf Hochglanzniveau

TPU-Oberfläche in 25-facher Vergrößerung vor (links) und nach (rechts) der Behandlung mit „Smooth“. (Foto: FKM)

TPU-Oberfläche in 25-facher Vergrößerung vor (links) und nach (rechts) der Behandlung mit „Smooth“. (Foto: FKM)

Insbesondere für die Realisierung von Formteilen und Bauelementen aus TPU mit erhöhten Anforderungen an die optischen, haptischen oder fluidtechnischen Eigenschaften hat FKM Sintertechnik eine weitere Spezialität zu bieten: Das Glätten der Oberflächen auf Hochglanzniveau. Dabei durchlaufen die TPU-Teile einen verfahrenstechnischen Prozess namens „Smooth“, über den das Unternehmen keine weiteren Details verrät. „Das rückstandsfreie Verfahren ist eine Eigenentwicklung und eine echte Innovation. Wir sind derzeit der einzige Zulieferer der 3D-Printing-Branche, der es anwenden kann“, betont FKM-Geschäftsführer Jürgen Blöcher. Die gummiähnliche Elastizität von TPU wird durch das Verfahren in keiner Weise beeinflusst; und gerade weil beim Glätten im Smooth-Prozess auch alle innenliegenden Bereiche eines TPU-Bauteils erreicht werden, ist das Verfahren für die strömungstechnische Optimierung fluidtechnischer Komponenten von sehr hohem Interesse.

Blick in die Fertigungshalle der FKM-Fabrik, in der derzeit 26 Lasersinteranlagen für die Verarbeitung verschiedener Kunststoffe sowie neun Lasersinteranlagen zur Herstellung von Metallteilen am Werk sind. (Foto: FKM)

Blick in die Fertigungshalle der FKM-Fabrik, in der derzeit 26 Lasersinteranlagen für die Verarbeitung verschiedener Kunststoffe sowie neun Lasersinteranlagen zur Herstellung von Metallteilen am Werk sind. (Foto: FKM)

Übrigens: Mit hoher Produktivität fertigen lassen sich in der Lasersinter-Fabrik von FKM neben Prototypen, Serien- und Ersatzteilen aus TPU auch Teile und Serien aus anderen Kunststoffen wie etwa dem hochtemperaturbeständigen PEEK, dem aluminiumgefüllten Polyamid 12 auch oder glasfaserverstärkten Verbundmaterialen. Da FKM überdies die geeigneten Anlagen zum Lasersintern von Metallpulvern betreibt, können auch Bauteile aus Aluminium, Edel- und Werkzeugstählen sowie Speziallegierungen produziert werden.

www.fkm-sintertechnik.de

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