Material Extrusion und Vat Photopolymerisation – Prinzipien, Möglichkeiten und Herausforderungen

Die additive Fertigung (AM) von Kunststoffkomponenten kann durch eine Vielzahl von Methoden erreicht werden, die danach klassifiziert werden, wie Materialschichten schichtweise konsolidiert werden, um physische Objekte aus digitalen Daten zu erstellen. Zwei der am häufigsten verwendeten Methoden sind Material Extrusion (MEX) und Vat Photopolymerization (VP). Diese Methoden umfassen eine Reihe von kommerzialisierten AM-Prozessen, die oft unter verschiedenen markenrechtlich geschützten Begriffen wie Fused Deposition Modelling (FDM) und Stereolithographie (SLA) bezeichnet werden. Im Vergleich zu konventionellen subtraktiven oder formgebenden Fertigungsprozessen können MEX und VP komplexe Teile mit hoher Anpassungsfähigkeit herstellen, da sie wenige Einschränkungen hinsichtlich der Teilegeometrie aufweisen und einen geringen Einrichtungsaufwand ohne kundenspezifische Werkzeuge erfordern. Darüber hinaus sind MEX und VP gut etablierte additive Fertigungsprozesse und haben durch kontinuierliche Verfeinerung eine Kompatibilität mit einer breiten Palette von Materialien und Teilegeometrien sowie vergleichsweise niedrige Betriebskosten erreicht. Aufgrund ihrer hohen Vielseitigkeit wurden MEX und VP in einer breiten Palette von Branchen eingesetzt, einschließlich Anwendungen in den chemischen Wissenschaften, der Biotechnologie, der Luft- und Raumfahrt, der Verteidigung und dem Automobilbau. Trotz ihrer hohen Vielseitigkeit unterliegen AM-Prozesse wie MEX und VP jedoch einzigartigen technologischen Eigenschaften, die mit dem Fertigungsprozess, den Materialeigenschaften, dem Teildesign und geeigneten Anwendungsbereichen verbunden sind. Dieses Kapitel gibt einen Überblick über die kritischen Eigenschaften der MEX- und VP-Prozesse für die effektive Anwendung dieser additiven Fertigungstechnologien auf Hochleistungsprodukte.