Untersuchung der Korrelation zwischen der Oberflächenbeschaffenheit (Rauigkeit/Detailtreue/kleinst mögliche Stegbreite) eines Lasersinterbauteils und den Oberflächeneffekten der unterschiedlichen Phasengrenzen eines verwendeten Pulverwerkstoffs

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Ernst Schmachtenberg
• Fachliche Zuordnung: Polymermaterialien
• Förderung: Förderung von 2002 bis 2005
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5364539

Das Lasersintern (LS) von Kunststoffen ist ein generatives Verfahren zur Herstellung nahezu beliebig geformter Kunststoffbauteile. Es bietet die Möglichkeit, aus den rechnergestützten Daten einer 3D-CAD-Zeichnung direkt ohne Verwendung von Formen in einem einstufigen Fertigungsprozess Modelle oder Funktionsprototypen zu erzeugen. Die Herstellung von geometrisch möglichst exakten Funktionsprototypen sind wichtiges Werkzeug für die Produktentwicklung, für Medizin und zunehmend auch Archäologie. Zur Modellierung der thermisch induzierten Mechanismen beim Lasersintern von Kunststoffen sind erweiterte Kenntnisse über die Phasengrenzen der verwendeten Polymere notwendig. Ziel dieser Arbeit ist, die Wechselbeziehungen zwischen der Oberflächenbeschaffenheit (Rauigkeit/Detailtreue /kleinst mögl. Stegbreite) eines Lasersinterbauteils und den Oberflächeneffekten der unterschiedlichen Phasengrenzen eines verwendeten Pulverwerkstoffs zu bestimmen. Die Erkenntnisse dienen dazu, eine höchstmögliche Kantenschärfe zwischen Bauteil und Schmelze zu gewährleisten, um eine minimale Rauigkeit der Bauteiloberfläche sicherzustellen. Hierzu ist eine Methodik erforderlich, welche unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Phasengrenzen, die während eines Lasersinterprozesses gleichzeitig vorliegen, eine Bestimmung der Oberflächeneigenschaften erlaubt, um so die Eigenschaften funktionaler Polymerpulver zum Lasersintern bestimmen zu können. Ferner wird ein Beitrag zur Minimierung des Agglomerationsverhalten im lose geschüttet vorliegenden Pulverbetts geleistet. Das Alterungsverhalten des Pulvers wird durch funktionale Pulver stabilisiert und so die Beimengung von Neumaterial im Lasersinterprozess verringert. Letzteres könnte einen entscheidenden Beitrag zur Wirtschaftlichkeit und somit eine verbreiterte Anwendung des Lasersinterverfahrens bringen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen