Additive Fertigung für Konsumgüter

Die Stratasys® H350™ mit SAF™-Technologie stellt robuste Endbauteile aus PA12 mit konsistenter Festigkeit, Präzision und hervorragender Maßhaltigkeit her – ideal für Konsumgüter wie Griffe, Gehäuse oder Zubehör. PA12 bietet eine Zugfestigkeit von rund 47 MPa und eine hohe Bruchdehnung (orientierungsabhängig), kombiniert mit einer geringen Wasseraufnahme sowie einer guten Beständigkeit gegen Öle, Chemikalien und Abrieb – bestens geeignet für funktionale Bauteile in feuchten oder anspruchsvollen Umgebungen.

Durch chemisches Glätten werden die Oberflächen deutlich geglättet und poröse Bereiche weitgehend versiegelt. Dies verbessert das Erscheinungsbild, die Reinigbarkeit und die Haptik, was besonders bei konsumgütternahen und hygienesensiblen Anwendungen von Vorteil ist.

PolyJet-Materialien ermöglichen die Erstellung hochrealistischer Mehrfarben- und Multimaterial-Prototypen für die Konsumgüterproduktion, indem Photopolymer-Tröpfchen aufgetragen und sofort mit UV-Licht ausgehärtet werden. Mit Schichtauflösungen von bis zu 16 µm liefert PolyJet eine außergewöhnliche Detailgenauigkeit, glatte Oberflächen und eine präzise visuelle Wiedergabe. Mithilfe von tintenstrahlähnlichen Druckköpfen kann PolyJet mehrere Photopolymere gleichzeitig in einem einzigen Bauteil kombinieren. Dies ermöglicht eine vollständige CMYK-Farbmischung sowie die Kombination unterschiedlicher Materialeigenschaften – wie starre Kunststoffe, gummiartige Elastomere und transparente Materialien. Komplexe Geometrien werden durch ein entfernbares, gelartiges Stützmaterial unterstützt, das sich sauber abwaschen lässt, was die Nachbearbeitungszeit verkürzt und schnelle Design-Iterationszyklen ermöglicht.

Im Konsumgütersektor eignet sich PolyJet besonders gut für Verpackungsprototypen in Branchen wie der Kosmetik- und Getränkeindustrie, in denen gedruckte Etiketten, Grafiken, Texturen und Transparenz für die frühzeitige Designvalidierung von entscheidender Bedeutung sind. Die Technologie stellt zudem hochpräzise Prototypen für Form, Passung und Funktion her, einschließlich Handwerkzeugen mit Soft-Touch-Griffen und exakter Farbwiedergabe. Dies unterstützt die Produktfotografie vor der Serienproduktion, Montageprüfungen sowie Abstimmungen mit Stakeholdern.

Der 3D-Druck mit Stratasys® ABS, kombiniert mit chemischem Glätten, eignet sich für Endbauteile im Konsumgüterbereich in kleinen bis mittleren Stückzahlen, insbesondere wenn Individualisierung und kurze Lieferzeiten wichtig sind. Obwohl dieses Verfahren den Spritzguss nicht vollständig ersetzt, kann es viele funktionale und ästhetische Anforderungen erfüllen. Stratasys® ABS (z. B. ABS-M30) bietet eine gute Festigkeit, Schlagzähigkeit und Hitzebeständigkeit, wodurch es sich für Gehäuse, Halterungen, Griffe und Abdeckungen eignet. Industrielle FDM-Systeme gewährleisten Wiederholgenauigkeit und Materialrückverfolgbarkeit und liefern Bauteile, die für reale Produkte – nicht nur für Prototypen – geeignet sind. ABS-M30 erreicht eine Zugfestigkeit von ca. 30 MPa in XY-Ausrichtung, eine Bruchdehnung von rund 8 % und eine Biegefestigkeit von ca. 60 MPa, mit typischen Izod-Kerbschlagzähigkeitswerten im Bereich von ca. 100–140 J/m, je nach Ausrichtung. Die Wärmeformbeständigkeitstemperatur liegt je nach Prüfbedingung zwischen ca. 80 und 100 °C, was den Einsatz unter moderaten thermischen Belastungen ermöglicht.

PA12 GF ist ein Nylon 12-Verbundwerkstoff mit einer Füllung aus 40 % Glasperlen, der mittels des SAF™-Verfahrens auf der Stratasys H350™ verarbeitet wird. Die Glasperlen erhöhen die Steifigkeit und die Wärmeformbeständigkeitstemperatur im Vergleich zu ungefülltem PA12, ohne die Verarbeitbarkeit nennenswert zu beeinträchtigen. Der Zug- und Biegemodul liegt aufgrund der Glasverstärkung deutlich höher als bei reinem PA12, und die Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT bei 1,82 MPa) übersteigt 100 °C, was das Material für thermisch belastete Bauteile qualifiziert. Eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme stabilisiert die Maßhaltigkeit unter wechselnden Umgebungsbedingungen – ein relevanter Faktor für Anwendungen im Außenbereich oder in feuchten Umgebungen.

Die H350™ ermöglicht eine hohe Packungsdichte (Nesting-Dichte) mit einer gleichmäßigen thermischen Verteilung über das gesamte Bauvolumen, wodurch Eigenschaftsunterschiede zwischen Bauteilen an verschiedenen Positionen innerhalb des Druckauftrags reduziert werden. Definierte Pulverauffrischungsraten und Standardprozessparameter gewährleisten reproduzierbare mechanische Kennwerte über verschiedene Chargen hinweg. Validierte Rezepturen für das chemische Glätten verbessern die Oberflächenrauheit und Dichtungsleistung weiter – was für funktionale Bauteile mit Dichtflächen, Gleitkontakten oder erhöhten Anforderungen an die Oberflächenqualität von Bedeutung ist. Zu den typischen Konsumgüteranwendungen gehören Strukturgehäuse, tragende Clips und Halterungen, hitzeexponierte Komponenten sowie Bauteile, bei denen die Maßhaltigkeit über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg entscheidend ist.