MaterialsTechnology

Schaeffler test nieuwe printkop van AIM3D met PPS granulaat

Gevuld materiaal heeft betere eigenschappen dan andere kunststoffen zoals PA6

Het Duitse AIM3D heeft een nieuwe printkop ontwikkeld. De CEM-E2-extruder is geschikt voor zowel metaal gevuld MIM-materiaal, gevulde en ongevulde kunststoffen als ook voor keramiek. Schaeffler heeft samen met AIM3D de printkop voor kunststoffen getest voor de productie van een koelvloeistofverdeler, geprint met PPS granulaat. Dit is exact hetzelfde materiaal als voor spuitgieten beschikbaar is.


AIM3D is de ontwikkelaar van het CEM proces, composite extrusion modelling. Het is eigenlijk een combinatie van Metal Injection  Moulding (MIM) met FDM printen, waarbij het bindmiddel thermisch wordt verwijderd en daarna de metaal- of keramiekdelen worden gesinterd. Bij kunststof wordt direct met granulaat geprint.

Kosten PPS 40GF €10 per kilo versus niet versterkt filament € 200 per kilo

De nieuwe extruder die AIM3D ontwikkeld heeft.

Verdubbeling van de materiaaldepositie

De nieuwe CEM-E2 printkop wordt afgestemd op het materiaal dat men wil 3D printen. Zo is er een M versie leverbaar voor MIM-materialen; een P voor kunststof granulaat en de C uitvoering voor keramische gevulde materialen (CIM). De verbeteringen in de kop zijn naast de hogere materiaaldepositie, de betere nauwkeurigheid. Hiermee print men betere oppervlakteruwheden dan met de eerste generatie. De snelheid van de extruder is meer dan verdubbeld. De CEM-E2 extruder kan tot 220 cm3 materiaal per uur printen.

Voordelen PPS ten opzichte van PA6 30 GF

Een van de pilotklanten is Schaeffler. Dat heeft met de nieuwe printkop van AIM3D een koelvloeistofverdeler geprint. Als materiaal heeft Schaeffler PPS GF 40 van Celanese gebruikt, hetzelfde materiaal als ook Schaeffler voor het spuitgieten van onderdelen gebruikt. Behalve een hoge vlamvertraging zijn er een groot aantal mogelijkheden om eigenschappen zoals geleidbaarheid, thermische uitzetting of wrijvingsgedrag met dit materiaal op maat te maken. Normaal gesproken zou dit onderdeel 3D geprint zijn met PA6 30 GF (polyamide), omdat geen glasvezelversterkt PPS in filament- of poedervorm beschikbaar is. Het PPS-materiaal levert hogere temperatuurkarakteristieken en verbeterde mechanische eigenschappen, evenals mogelijkheden voor lichtgewicht constructies. Ook de extreem hoge bestendigheid tegen diverse media waaronder oplosmiddelen, is een doorslaggevende factor, aangezien PPS nauwelijks water opneemt. Het materiaal leent zich daarnaast voor het verlagen van het gewicht van componenten. Vergeleken met goedkopere kunststoffen, heeft PPS een hogere sterkte en lagere thermische expansie. Het smeltpunt ligt rond de 280 graden C.

Schaeffler
CEM proces 3D-geprinte koelvloeistofverdeler van Schaeffler gemaakt van PPS GF 40 Fortron 1140L4 spuitgietkorrels van Celanese

Granulaat aantrekkelijk vanwege lage materiaalkosten

AIM3D en Schaeffler hebben in dit project ook naar de kostenkant gekeken, al is dit moeilijk omdat PPS als spuitgietmateriaal niet exact hetzelfde bestaat in filamentvorm. Clemens Lieberwirth, CTO bij AIM3D, zegt hierover: “Een directe vergelijking tussen PPS in filament- en in pelletvorm toont aan dat er zeer aanzienlijke kostenvoordelen van de pellets zijn, evenals aanzienlijk hogere build rates. De productiekosten alleen al voor het onderdeel (machine-uren + materiaal) liggen rond de €70, de printtijd is ongeveer 12 uur. Filamentprinters zouden minstens 50 uur nodig hebben met dezelfde laagdikte (50 µm).” PPS GF 40 pellets kosten €10 per kilogram; ongevuld PPS filament heeft een aanschafprijs van € 200 per kilogram. Volgens Lieberwirth is PPS een interessant materiaal voor veel toepassingen in de automobiel- en chemische industrie. Bijvoorbeeld in systemen voor de distributie van koelvloeistof. PPS

3AIM3D introduceert in november tijdens Formnext grotere pellet printers om grotere onderdelen te printen en nog meer materiaal in dezelfde tijd op te kunnen bouwen.

Back to top button
Gratis e-mailnieuwsbrief en kwartaalmagazine

Gratis e-mailnieuwsbrief en kwartaalmagazine

Schrijf je hier in voor de wekelijkse e-mailnieuwsbrief. Je ontvangt dan tevens vier keer per jaar het magazine, digitaal of print. 

You have Successfully Subscribed!