Pulverwerkstoffe

Bei pulver- und strahlbasierten additiven Fertigungsverfahren, zu denen das selektive Laserstrahlschmelzen von Kunststoffen zählt, wird ein pulverförmiger Ausgangswerkstoff unter Energiezufuhr eines Laserstrahls selektiv aufgeschmolzen. Voraussetzung für die Verarbeitung im selektiven Strahlschmelzverfahren ist, dass der Ausgangswerkstoff als feines Pulver mit möglichst definierten Schüttguteigenschaften (z. B. Partikelgröße, -form sowie Schüttdichte) vorliegt. Bislang ist das kommerziell verfügbare Werkstoffspektrum auf wenige teilkristalline Thermoplaste wie z. B. Polyamid 12 (PA 12) und Polyetheretherketon (PEEK) beschränkt. Andere thermoplastische Werkstoffe wie etwa Polystyrol (PS) und Polycarbonat (PC) sind zwar pulverförmig kommerziell verfügbar, führen jedoch zu Bauteilen mit großer Porosität und geringen mechanischen Eigenschaften. Solche Bauteile werden als verlorene Kerne beim Feinguss eingesetzt.

Die Forschungsaktivitäten am Lehrstuhl für Kunststofftechnik widmen sich der Aufhebung dieser werkstofflichen Restriktionen, mit dem Ziel neue Anwendungsfelder für additiv gefertigte Bauteile zu schaffen. Im Bereich des selektiven Strahlschmelzens fokussieren sich die Untersuchungen sowohl auf Analyse und Aufbereitung als auch Verarbeitung neuer Kunststoffpulver mit technischer Relevanz, wie z. B. Polybutylenterephthalat (PBT), Polyoxymethylen (POM), Polypropylen (PP). Ein weiteres Augenmerk liegt auf polymerbasierten Mehrphasensystemen wie gefüllten Systemen und Polymerblends zur Herstellung von funktionalisierten Bauteilen.