Mit dem Forschungsprojekt RaPPoD wird eine neuartige Validierungsmethode eingeführt, die das Lasersintern von Polypropylen (PP)-Bauteilen effizienter und präziser macht. Ziel ist es, den Entwicklungsprozess neuer Kunststoffpulver zu beschleunigen und die Materialvielfalt in der additiven Fertigung zu erweitern.
Kern des Projekts ist eine Methode, die auf der Herstellung sogenannter Monolayer basiert. Diese dünnen, einlagigen Proben ermöglichen eine aussagekräftige und zugleich ressourcenschonende Materialbewertung. Durch die Kombination von Materialdaten, Prozessparametern und Monolayer-Eigenschaften werden Kennzahlen gebildet, die eine frühe Identifikation geeigneter Material-Prozess-Kombinationen im Lasersintern erlauben.
Lasersintern als Schlüsseltechnologie der additiven Fertigung
Das Lasersintern, auch als Powder Bed Fusion (PBF) bekannt, hat sich von der Prototypenfertigung zur industriellen Serienproduktion entwickelt. Es gilt als eine der leistungsfähigsten Methoden zur Herstellung komplexer Kunststoffbauteile. Der Markt wird derzeit jedoch weitgehend von Polyamid 12 (PA 12) dominiert, was die Vielfalt der Bauteileigenschaften und Anwendungsfelder einschränkt.
RaPPoD – Rapid PBF Polymer Development – setzt hier an. Mithilfe der neuen Validierungsmethode sollen künftig neuartige PP-Pulver gezielt entwickelt und bewertet werden. Der Einsatz von Monolayern reduziert den Materialbedarf erheblich, verkürzt Testzeiten und macht die Entwicklung neuer Kunststoffe für das Lasersintern wirtschaftlicher und nachhaltiger.
Effizienzgewinn durch Monolayer-Validierung
Die Validierung von Materialien für das Lasersintern ist bislang zeit- und kostenintensiv, da herkömmliche Verfahren aufwendig gefertigte Zugstäbe erfordern. Die Monolayer-Methode von RaPPoD bietet hier eine deutliche Vereinfachung: Nur minimale Pulvermengen sind nötig, um vergleichbare oder sogar präzisere Ergebnisse zu erzielen. Erste Laborversuche mit etablierten Polymeren wie PA 12 und PA 11 belegen das Potenzial des Ansatzes und zeigen, dass auch PP künftig zuverlässig und reproduzierbar verarbeitet werden kann.
Die VISIOTECH GmbH bringt ihre umfassende Erfahrung in der Entwicklung von SLS-Prozessparametern in das Projekt ein. Das Unternehmen hat bereits Werkstoffe wie PA 613 und PA 12 in Schwarz erfolgreich für den Einsatz im Maschinen- und Gehäusebau sowie im Automotive-Sektor angepasst. Diese Expertise bildet eine wichtige Grundlage, um die neue Validierungsmethode im Lasersintern praxisnah umzusetzen.
Bedeutung für Forschung und Industrie
Die Kombination aus neuer Validierungsmethode und gezielter Materialentwicklung eröffnet zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten. Durch die Entwicklung neuer, auch additivierter PP-Pulver kann das Lasersintern künftig für weitere Industriezweige interessant werden. Unternehmen, die sich frühzeitig an der Technologie beteiligen, sichern sich einen Vorsprung in einem Markt, der jährlich um rund 18 % wächst.
RaPPoD leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung der additiven Fertigung. Das Projekt zeigt, wie innovative Prüfverfahren und Materialforschung zusammenwirken, um nachhaltige, ressourcenschonende und leistungsfähige Produktionsprozesse im Lasersintern zu ermöglichen.
Förderung und Laufzeit
Das Projekt RaPPoD (SKZ) wird im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert. Projektträger ist die AiF Projekt GmbH. Die Laufzeit beträgt vom 1. Juni 2025 bis zum 31. November 2027. Ziel ist es, die neue Validierungsmethode als Standardverfahren im Lasersintern zu etablieren und langfristig effizientere Entwicklungsprozesse in der additiven Fertigung zu ermöglichen.