3D-Druck mit mehreren Filamenten

Extreme Lebensdauer und Belastbarkeit durch kombinierte Materialien

Im Multimaterial-Druck werden in einem Arbeitsschritt zwei unterschiedliche Filamente für die Herstellung eines Bauteils verwendet. Dabei werden die Vorteile von zwei oder mehr unterschiedlichen Materialien in einem Bauteil kombiniert.
Das von igus speziell für den Maschinenbau entwickelte Filament heißt tribofilament. Filamente unter dieser Bezeichnung haben hervorstehende, einzigartige Eigenschaften, wenn es um die Verschleißfestigkeit und sehr gute Reibwerte geht. Es gibt aber auch andere Filamente, die speziell auf hohe Festigkeit und Steifigkeit optimiert sind. Mit dem Multimaterial-Druck kann innerhalb eines Bauteils Tribofilament mit anderen Materialien kombiniert werden, um die hohe Verschleißfestigkeit durch weitere mechanische und funktionale Eigenschaften zu ergänzen.

Das faserverstärkte 3D-Druck-Filament igumid P190 wurde speziell als Materialpartner für iglidur® i190 für die Fertigung von besonders festen und zugleich reibungsoptimierten Bauteilen im Multi-Material-Druck entwickelt.

Als Multi-Material-Verbindung werden die Verschleißfestigkeit und Gleitfähigkeit des tribofilaments iglidur i190 und die besondere Steifigkeit von igumid P190 in einem Bauteil vereint. Durch die beeindruckend hohe Biegefestigkeit von 237 MPa und dem Biege-E-Modul von 11,5 GPa (flach gedruckt, Drucklinien nach optimaler Festigkeit ausgerichtet, Füllrichtung optimiert) eignet sich igumid P190 außerdem für die Fertigung von Strukturbauteilen.

Mit dem 4K-Drucker können tribofilamente mit bis zu 3 weiteren Filamenten verbunden werden. Auf diese Weise entstehen multifunktionale Sonderteile, die dank 3D-Druck schnell und wirtschaftlich in einem Arbeitsschritt hergestellt werden.

Eine mögliche Kombination wären zum Beispiel intelligente Lager für vorausschauende Wartung: mit faserverstärktem Gehäuse, tribofilament an beanspruchten Stellen und integrierten Leiterbahnen, welche bei Überlast auf dem Lager warnen. 
Andere Anwendungsbereiche sind zum Beispiel abriebfeste Bauteile mit integrierten Dichtungen.

Haben Sie eine Anwendung, welche den Einsatz von Multimaterial-Bauteilen erfordert oder Fragen zum Multimaterial-3D-Druck bei igus? Wir unterstützen Sie gerne bei der Realisierung Ihres Projektes. 

Mechanische Eigenschaften

Die tribofilamente werden mit hochsteifen oder flexiblen Materialien kombiniert. Dies ermöglicht die Konstruktion von besonders festen Bauteilen - unter anderem in Leichtbauweise - in Verbindung mit den tribologischen Vorteilen von iglidur Filamenten. Die Verbindung von iglidur Filamenten mit flexiblen Werkstoffen bietet sich zum Beispiel für die Fertigung von Greiferfingern an, wenn die Greiffläche griffig sein muss, die beweglichen Komponenten aber gleiten müssen. 

Spritzguss kombiniert mit 3D-Druck

Umspritzte 3D-Druck-Komponenten ermöglichen die Umsetzung der nur im 3D-Druck realisierbaren Geometrien in Verbindung mit der im Spritzguss verfügbaren höheren Materialauswahl, da alle iglidur Materialien auswählbar sind.

3D-Druck mit smarten Funktionen

Der Multimaterial-Druck ermöglicht die schnelle Fertigung von verschleißfesten Kunststoffen mit einer integrierten Sensor-Schicht. So entstehen besonders nachhaltige Sonderteile, die vor Überlastung und beim Erreichen der Verschleißgrenze warnen und so vorausschauende Wartung ermöglichen. Erfahren Sie mehr über 3D-isense.

Umlenkhebel

Eine Komponente zum Umlenken von Kräften, die das Gelenk durch hohe Steifigkeit frei von Störeinflüssen hält. Die Lagerstellen sind besonders leichtgängig, haltbar und verschleißfest. Hier bietet sich eine Kombination aus einem kohlefaserverstärkten Filament wie igumid P150 und einem tribologisch optimieren Material, wie einem der iglidur tribofilamente von igus an.

Greifer

Das Greiferelement soll aufgrund von dynamischen Anforderungen möglichst leicht, aber trotzdem biegefest sein und gleichzeitig das Greifgut sicher, aber schonend fassen. Während der Körper des Greifers mit einem faserverstärkten Filament hergestellt wird, kann für die Greifflächen ein flexibles Filament zum Einsatz kommen, welches durch einen hohen Reibwert einen sicheren Griff vermittelt. 

Lagerbock

Eine Welle soll unter Ausgleich von möglichen Winkelfehlern sowie Dämpfung von auftretenden Stößen gelagert werden. Das Gleitlagerelement aus iglidur kann hier mit einem flexiblen Filament, wie zum Beispiel TPU mit einer Shore-Härte von 95 A, ummantelt werden.