3D-Druck und Digitaldruck sind bahnbrechende Technologien mit dem Potenzial, die Welt des Produktdesigns und der industriellen Fertigung, wie wir sie kennen, grundlegend zu verändern. Um das enorme Potenzial dieser Technologien auszuschöpfen, müssen jedoch erst innovative und vielseitigere Druckmaterialien entwickelt werden. Die Experten von Covestro arbeiten daran.
„Die auf dem Markt verfügbaren Lösungen ermöglichen bislang lediglich die additive Fertigung von Komponenten mit begrenzten Eigenschaften. Das wollen wir ändern.“
Thomas Büsgen, Senior Project Manager 3D Printing Technology bei Covestro

Nie dagewesene Präzision und Flexibilität sind die Kennzeichen von Digital- wie 3D-Druck (Letzterer wird auch additive Fertigung genannt). Diese Technologien ermöglichen die effiziente Anpassung von Produkten an die Bedürfnisse von Kunden bezüglich Form und Farbe sowie die individuelle Modifikation ihrer mechanischen Eigenschaften, wie z. B. Härtegrad oder Oberflächenstruktur.

Oft fehlt es noch an geeigneten Druckmaterialien, mit denen sich die gewünschten Eigenschaften im fertigen Produkt umsetzen lassen. Ein kurzer Blick auf die Zahlen erklärt diesen Mangel: Während für die herkömmlichen Fertigung ca. 3.000 verschiedene Werkstoffe zur Verfügung stehen, hat die additive Fertigung lediglich Zugriff auf 30 Materialien zur Auswahl. Covestro arbeitet eng mit anderen Vorreitern aus verschiedenen Branchen zusammen, um die Werkstoffbasis für Digital- und 3D-Druck zu erweitern. Somit überbrücken wir mithilfe unserer Expertise die noch immer bestehende Kluft zwischen innovativen Druckmethoden und deren Anwendung in der Serienfertigung.

Unser Beitrag zu innovativen Drucktechnologien

3D-Druck

Die Technologie des 3D-Drucks ist kein „Hype“ mehr, sondern findet in einigen Industriezweigen bereits Anwendung, wie etwa für die schnelle Konstruktion von Prototypen oder die Produktion von hochwertigen Einzelteilen in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Automobil, Biomedizin sowie Kleidung und Accessoires. Wenn es jedoch um die Serienproduktion funktioneller Komponenten geht, ist die Technologie noch immer zu teuer. Zudem stehen weiterhin zu wenige Werkstoffe zur Verfügung. Produktdesigner sind daher weiter auf der Suche nach einem vielseitigen Werkstoffmix, der die benötigten Eigenschaften eines 3D-Druckobjekts liefern kann, etwa hinsichtlich des Härtegrads oder der Flexibilität, Transparenz oder Wärmeformbeständigkeit.

Genau daran arbeitet Covestro derzeit. In unseren 3D-Druck-Laboren, wie etwa dem in unserem Stammwerk in Leverkusen, testen wir gemeinsam mit unseren Kunden und Partnern die Eignung von Werkstoffen für alle existierenden 3D-Drucktechniken. Und unsere Anstrengungen tragen bereits Früchte. Ein tolles Beispiel hierfür ist die Entwicklung von Thermoplastischem Polyurethan (TPU) für das Lasersintern. Lasersintern ist eine 3D-Drucktechnologie, mit deren Hilfe Komponenten mit komplexen, individuellen Geometrien aus einer extrem dünnen Schicht aus Kunststoffpulver hergestellt werden können. Seine bislang einzige Schwäche: Für eine Serienfertigung von hochwertigen Einzelteilen gab es bisher nur einen Werkstofftypen, und dieser Werkstoff eignete sich nicht für elastische Komponenten. Ein von Covestro entwickeltes, innovatives Pulver aus TPU bietet hierfür jetzt die Lösung: Dank der langen Molekülketten von Polyurethan eignet sich das Pulver perfekt für das Sintern von Objekten, die gleichzeitig widerstandsfähig und flexibel sind.

Digitaldruck

Der Digitaldruck öffnet Herstellern von Lacken und Klebstoffen in diversen Branchen ausgezeichnete Chancen. So könnten mithilfe der Technologie beispielsweise individuelle Oberflächendesigns für Schuhe oder personalisierte Lackierungen für Autos realisiert werden. Neben diesen kundenbezogenen Vorteilen bietet der Direktdruck auch viele Vorteile für Sicherheit und Effizienz in der Fertigung. Da die Beschichtung tropfenweise aufgetragen wird, kann das mechanische Verhalten des Endergebnisses an jedem Punkt auf der Oberfläche angepasst werden. Der vollautomatisierte Arbeitsprozess liefert Ergebnisse von beständiger Qualität, ohne dass Ressourcen verschwendet werden.

Wie beim 3D-Druck mangelt es auch beim Direktdruck an der Verfügbarkeit leistungsfähiger Fertigungswerkstoffe. Und wie beim 3D-Druck arbeiten die Forscher bei Covestro bereits an künftigen Optionen.