Nachformbares 3D-Druck-Filament mit Formgedächtnis

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Convena Polymers hat ein thermoplastisches Filament mit Formgedächtnis für den 3D-Druck auf den Markt gebracht, das sich nach dem Druck verformen lässt.

Post-Print Customization, also Nachformbarkeit nach dem Druck, ist ein ganz neues Thema im 3D-Druck, kann aber mit den meisten verwendeten Materialien und Filamenten gar nicht abgebildet werden. Mit den derzeit verwendeten Kunststoffen wie PS, ABS, PVDF, PEEK etc. ist es nach Erfahrung von Convena Polymers nicht möglich einen 3D-Druck nachträglich noch anzupassen – jedenfalls nicht, ohne das gedruckte Modell zu beschädigen oder gar zu zerstören.

Dabei gibt es hierfür gerade in der Medizintechnik viele interessante Anwendungen, bei denen die Post-Print Customisation große Vorteile hat, wie zum Beispiel das Anpassen von gedruckten Schienen, Einlagen oder Nasenstegen von Brillen an die jeweilige Körperanatomie des Patienten.

Thermoplastisches Filament oberhalb Glasübergangstemperatur verformbar

Doch mit dem richtigen Polymer ist auch heute schon eine Post-Print Customization machbar. Convena-Polymers bietet dazu ein in Japan entwickeltes thermoplastisches Polymer auf Polyurethan Basis mit Formgedächtnis als Filament für den 3D-Druck an. Das Polymer kann mittels Materialextrusion, auch FDM – l Fused Deposition Modelling oder FLM – Fused Layer Modelling verarbeitet werden.

Mit dem Filament auf Polyurethan Basis lasen sich Bauteile herstellen, die sich nach dem Druck oberhalb der Glasübergangstemperatur verformen lassen. Foto: Convena

Dieses Shape Memory Polymer (SMP) lässt sich oberhalb seiner Glasübergangstemperatur manuell verformen. Die maximale Dehnungsrate liegt hier bei 400 %. Unterhalb der Glasübergangstemperatur bleibt das Polymer dann formstabil.

Bei erneuter Erwärmung oberhalb der Glasübergangstemperatur lässt es sich dann wieder verformen. Bleibt eine äußere Krafteinwirkung oberhalb der Glasübergangstemperatur aus, nimmt das SMP seine ursprüngliche Form, in der es 3D-gedruckt wurde, wieder ein.

Ein weiteres Feature des SMP ist seine temperaturabhängige Permeabilität. Oberhalb der Glasübergangstemperatur ist die Permeabilität hoch, darunter niedrig.

Nachträglichen Anpassung gedruckter Teile an individuelle Gegebenheiten

Wie Convena Polymers betont, erweitern Shape Memory Polymere die Vorteile des Make-on-Demand des professionellen 3D-Drucks um die Möglichkeit der nachträglichen Anpassung an individuelle Gegebenheiten. Damit bieten SMP die Möglichkeit, vorselektierte Formen schnell auszuwählen und auszudrucken und diese dann später manuell anzupassen, ohne einen teuren und komplexen 3D-Scanning Prozess für eine optimale Anpassung zu Durchlaufen. Dies spart Zeit und Geld, so Convena Polymers.

gk

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