Het Amerikaanse Essentium zegt met precisie plasmatechnologie het 3D printen met filament zodanig te beïnvloeden, dat de sterkte in Z-richting verbetert. De Essentium Fusebox technologie belooft in de Z-richting een treksterkte van 95% van die van spuitgietwerk.

 

Amerikaanse start-up belooft dezelfde sterkte als spuigietwerk

De Essentium Fusebox technologie was een van de bijzondere innovaties dit jaar op Rapid 20-17 in Pittsburg. Op een Stacker 3D printer en een AON-M printer, demonstreerde Essentium de nieuwe technologie, waarmee het de grootste tekortkoming van FDM printen denkt op te heffen. Het bedrijf is van oorsprong een filamentproducent.

 

Essentium Fusebox

Tussen printkop en werkstuk is het paarse plasmaveld zichtbaar. Dat zorgt voor een betere hechting van de lagen.

 

Vergelijkbaar met spuitgietwerk

Doordat de hechting van de verschillende lagen bij het 3D printen met filament minder goed is, verliezen deze producten in de Z-richting veel van de oorspronkelijke sterkte. Onder druk of bij hogere temperaturen laten de lagen soms los. Daarom vinden velen 3D printen met filament minder geschikt voor industriële toepassingen, alhoewel er voldoende voorbeelden zijn dat het wel een bruikbare technologie is. Essentium wil dit probleem oplossen met een zelf ontwikkelde plasmatechnologie. De Fusebox en de speciale printkop zorgen voor een nauwkeurig plasmaveld boven de laag die 3D geprint wordt.

 

Carbon nanotubes coating

Geprint wordt er met een speciaal filament, waarin carbon nanotubes zijn verwerkt. Door het plasmaveld dat onder de printkop ontstaat, worden deze nanotubes geactiveerd. Essentium legt het zelf uit als ‘electric-welding’. Onder invloed van de warmte in de printzone verbetert de hechting tussen de verschillende lagen. Dat geldt in alle richtingen maar in de Z-richting is het effect het grootst. Essentium kan hiermee 95% van het gebruikelijke verlies aan treksterkte in Z-richting compenseren. De 3D geprinte producten krijgen zo vergelijkbare eigenschappen als spuitgietstukken. Daarmee wordt 3D printen een reëel alternatief, aldus de start-up.

Speciale coating op filament

Een cruciaal onderdeel van het concept is het filament. In plaats van de carbon nanotubes in het filament te integreren, coat Essentium het filament met de tubes. Hierdoor is de geleidbaarheid van het filament 8 keer groter dan wanneer de nanopartikels in de polymeer geïntegreerd worden. De andere eigenschappen van de polymeer worden hier niet door aangetast. Dat laat de nieuwe technologie toe voor toepassingen in bijvoorbeeld aerospace en defensie-industrie, waar vaak voor kunststoffen wordt gekozen vanwege de mogelijkheid om electroplating toe te passen of een elektromagnetische beschermlaag aan te brengen. Deze vormen van post processing blijven mogelijk.

 

De Stacker S4 is een van de eerste printers die op de markt komen met de Fusebox technologie.

Geschikt voor alle 3D FDM printers

De Fusebox is een open systeem. In Pittsburgh werd het gedemonstreerd op een Stacker S4, maar in principe kan de technologie met elke FDM printer worden gebruikt. Hiermee wil het bedrijf ook bestaande filament printers geschikt maken voor het 3D printen van componenten met betere mechanische eigenschappen. Een woordvoerder van het bedrijf zei desgevraagd dat men komende tijd in gesprek gaat met meerdere fabrikanten om de technologie aan te bieden.

De Stacker S4 met Fusebox technologie komt 1 juli op de markt. Het technologiepakket zelf kost 5.000 dollar extra. Ook komen er meerdere materialen beschikbaar.