Standzeit im Praxistest
PKD-Düsen im 3D-Druck von Hochleistungskunststoffen

So sieht erfolgreiche Partnerschaft aus dem Schwabenland aus: Die Malping GmbH steigert ihre Produktivität und Prozesssicherheit beim 3D-Druck von PEEK mit der Diamant-Düse DIANOZ Pro von Gühring.

Beim industriellen 3D-Druck von Hochleistungs- und Hochtemperaturkunststoffen werden höchste Anforderungen an Prozessstabilität, Bauteilqualität und Verschleißfestigkeit gestellt. Die Malping GmbH mit Sitz in Neuhausen auf den Fildern bei Stuttgart ist auf diese anspruchsvollen Anwendungen spezialisiert und fertigt Funktions- und Serienbauteile aus Werkstoffen wie PEEK, CF-PEEK, GF-PEEK und PPS-GF sowie kohlenstofffaserverstärkten Polyamiden (PA6-CF, PA12-CF). Zum Einsatz kommen dabei der FFF-Filamentdruck auf Systemen von Vision Miner und Prusa sowie der FGF-Granulatdruck auf der ExAM 510 der NEW AIM3D GmbH.

Düsenverschleiß bei Hochleistungskunststoffen

Der 3D-Druck mit Hochtemperaturkunststoffen stellt höchste Anforderungen an die verwendeten Düsen. Verarbeitungstemperaturen von bis zu 450 °C, abrasive Füllstoffe wie Kohle- und Glasfasern sowie lange Produktionszyklen führen bei herkömmlichen gehärteten Düsen häufig zu Düsenverschleiß, ungleichmäßigen Druckergebnissen und erhöhtem Wartungsaufwand. Durch das vergrößerte Düsenloch verändert sich nach und nach der Extrusionsquerschnitt, wodurch Maßhaltigkeit und Wiederholgenauigkeit beeinträchtigt werden, bevor Verschleiß überhaupt sichtbar wird. Für Malping war klar: Nur eine langlebige und thermisch effiziente Düse kann dauerhaft hohe Qualitätsstandards in der additiven Fertigung für Kunden aus dem Maschinen- und Anlagenbau, der Chemie- und Prozessindustrie, der Medizintechnik sowie der Pharma-, Verteidigungs- und Automobilindustrie gewährleisten.

DIANOZ Pro von Gühring ist die Lösung

Um all diese Anforderungen ihrer Industriekunden noch effizienter zu erfüllen, setzt Malping in der Lohnfertigung nach Zeichnung auf die DIANOZ Pro Düse von Gühring. Die DIANOZ Pro kombiniert die entscheidenden Eigenschaften für den industriellen 3D-Druck: Sie liefert auch bei abrasivsten Materialien eine hervorragende Verschleißbeständigkeit durch ihren PKD-Einsatz. Ihre exzellente Wärmeleitfähigkeit sorgt für eine gleichmäßige und stabile Materialförderung, was wiederum in einer hohen Maßhaltigkeit und einer konstanten Druckqualität über lange Standzeiten resultiert. Weil die Wechselintervalle länger sind als bei herkömmlichen Stahldüsen, reduzieren Kunden mit der DIANOZ Pro außerdem ihre Stillstandzeiten. Durch diese Kombination erreicht Malping eine deutlich höhere Prozesssicherheit im täglichen Produktionsbetrieb.

PA6-CF drucken im Dauerbetrieb

Das Ausmaß des Unterschieds wird durch einen dokumentierten Vergleich aus der laufenden Serienfertigung belegt. Als Referenzmaterial diente kohlenstofffaserverstärktes Polyamid (PA6-CF15), das aufgrund seines hohen Fasergehalts als besonders abrasiv gilt. Der Druck erfolgte auf einem Prusa Core One L-Drucker mit einem Düsendurchmesser von 0,4 mm, wobei der Vergleich mit einer gehärteten Stahldüse mit spezieller verschleißfester Beschichtung durchgeführt wurde.

Die Verarbeitung von mehr als 20 Kilogramm PA6-CF15-Kunststoff ohne erkennbaren Verschleiß bedeutet eine mehr als viermal längere Standzeit im Vergleich zur zuvor verwendeten Düse – wobei die maximale Lebensdauer noch nicht einmal voll ausgeschöpft wurde. Dies ist besonders bei einer 0,4-mm-Bohrung von Bedeutung: Je kleiner der Querschnitt, desto stärker wirkt sich die durch die Fasern bedingte Ausdehnung auf den Extrusionsquerschnitt und damit auf die Maßhaltigkeit aus. Entscheidend sind dabei weniger die eingesparten Kosten für Druckerdüsen als vielmehr die gleichbleibende Bauteilqualität über die gesamte Produktionsserie hinweg. Gerade bei Serienaufträgen mit wiederkehrenden Bauteilen lässt sich so die erforderliche Wiederholgenauigkeit erzielen.

20 Kilogramm drucken ohne Verschleiß

Die Vorteile aus diesem Beispiel zeigen sich auch bei der gesamten Palette an Hochleistungskunststoffen von Malping. Für Malping heißt das: eine Düsentechnologie, die über die Materialpalette hinweg trägt, statt eines Verschleißteils je Werkstoff. Durch den Einsatz der DIANOZ Pro konnte Malping seine Fertigungsprozesse nachhaltig optimieren. Die Düse sorgt für eine höhere Prozessstabilität bei anspruchsvollen Hochtemperaturmaterialien, verlängert die Standzeiten und reduziert den Wartungsaufwand. Gleichzeitig profitieren die Anwender von einer verbesserten Reproduzierbarkeit der Druckergebnisse und einer höheren Anlagenproduktivität. Insbesondere bei komplexen, filigranen PEEK-Bauteilen ermöglicht die kontinuierliche Materialförderung in Kombination mit der hohen Verschleißfestigkeit der DIANOZ Pro eine wirtschaftliche und zuverlässige Fertigung. So lassen sich die hohen Qualitätsanforderungen der Industriekunden reproduzierbar erfüllen. 

So lautet auch das Fazit von Bastian Gaedike, Geschäftsführer der Malping GmbH: „Das Drucken von mehr als 20 Kilogramm PA6-CF-Kunststoff mit einer 0,4-mm-Düse ohne messbaren Verschleiß ist für uns nicht nur ein Laborergebnis, sondern gelebte Produktionsrealität. Dies versetzt uns in die Lage, unsere Industriekunden zuverlässig mit hochwertigen Bauteilen zu beliefern und unsere Produktivität weiter zu steigern.“

Technische Beratung und Support erhalten Sie auch schnell und direkt über 07431 17 21477 oder per Mail an shop@dianoz.com.