Kurznachrichten zum 3D-Druck, 26. August 2023: Materialien, Galvanik, Konsumgüter und mehr

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In den heutigen Kurznachrichten zum 3D-Druck geht es ständig um Materialien, beginnend mit der Aufnahme einer Aluminiumlegierung von Constellium durch AddUp in sein Materialportfolio. igus führte einen Online-Service für den 3D-Druck ein und Element stärkte seine Position als Testanbieter für die Charakterisierung von AM-Pulvern. In Forschungsnachrichten verwenden Wissenschaftler in Australien den 3D-Fotolithografiedruck, um eine komplexe Umgebung für den Aufbau von Gewebe zu schaffen, die die Architektur eines Organs nachahmt, und ein Forscher der Akademien von Loudoun untersucht, ob eine Änderung der Druckparameter eines galvanisierten 3D-Drucks dessen elektrische Leistung verbessern kann Leistung. Schließlich wechseln wir zu Nachhaltigkeit bei Konsumgütern, da Replique und Siena Garden über 1.000 Ersatzfußkappen für Gartenstühle in 3D gedruckt haben.

AddUp, ein globaler OEM für die additive Fertigung von Metallen, hat die Aluminiumlegierung Aheadd CP1 von Constellium in sein Materialportfolio aufgenommen, was bedeutet, dass sie auf seinen 3D-Druckern der FormUp 350-Reihe als leistungsstarke Alternative zu herkömmlichen Qualitäten wie AS10 und AS7 verwendet werden kann. Constellium hat diese Aluminium-Eisen-Zirkonium-Legierung speziell für die Anforderungen der additiven Fertigung mit Laser-Pulverbettschmelzverfahren (LPBF) entwickelt und bietet eine höhere Produktivität für Wärmeableitungsanwendungen sowie eine höhere Lötbarkeit, was bedeutet, dass Benutzer die Laserleistung und Scangeschwindigkeit erhöhen können . Darüber hinaus werden mit dieser Legierung Nachbearbeitungsvorgänge vereinfacht, was definitiv dazu beiträgt, die Rentabilität einer Anwendung zu steigern, und mit Aheadd CP1 gedruckte Teile weisen mechanische Eigenschaften auf, die denen von AS7 in Bezug auf Härte, Duktilität und Ermüdungsbeständigkeit ähneln. Schließlich ist diese Aluminiumlegierung aufgrund ihrer höheren Wärmeleitfähigkeit eine bessere Wahl für Wärmetauscher- und Luft- und Raumfahrtanwendungen und wurde kürzlich auch für den Einsatz im Motorsport zugelassen.

„Um mit den Sorten AS7 und AS10 die besten mechanischen Eigenschaften zu erzielen, müssen mehrere lange und teure Nachbehandlungen durchgeführt werden, wie z. B. heißisostatisches Pressen, Lösungs- und Alterung usw. Mit Aheadd CP1 können sehr ähnliche Materialeigenschaften erreicht werden.“ eine einfache Wärmebehandlung bei 400 °C“, sagte Frédéric Sar, Materials Officer bei AddUp.

Mit dem Online-3D-Druckservice von igus können Anwender jetzt die Lebensdauer ihrer gedruckten Verschleißteile berechnen.

Motion Plastics-Spezialist Igus verfügt über mehr als 30 Jahre Erfahrung in der Gleitlagertechnik und fertigt Lager im Spritzgussverfahren. Wenn Kunden jedoch Teile benötigen, die verschleißfester als üblich sind, greift das Unternehmen auf den 3D-Druck zurück. Igus hat kürzlich einen Online-3D-Druckdienst eingeführt, der angeblich die Lebensdauer von 3D-gedruckten Bauteilen in nur 30 Sekunden vorhersagen kann. Der nahtlose Prozess bietet Einblicke in die Materialhaltbarkeit, was es Privatpersonen und Unternehmen erheblich erleichtert, aus den zahlreichen Materialangeboten des Unternehmens das richtige auszuwählen. Benutzer laden eine STL- oder STEP-Datei ihres Produkts hoch und der Dienst zeigt Materialien, Oberflächen, Produktionsoptionen, Machbarkeitsanalysen, Kostenschätzungen und Lieferzeiten an. Um die Lebensdauer zu berechnen, wählen Sie einfach die Gleitfläche des Teils aus und geben Sie einige Anwendungsparameter ein. Anschließend wird automatisch eine Schätzung erstellt. Um sicherzustellen, dass diese Lebensdauerberechnungen so genau wie möglich sind und Anwender fundierte Entscheidungen treffen können, nutzt igus eine umfangreiche Datenbank, die aus Tausenden von Abriebtests abgeleitet wurde.

Tom Krause, Leiter des Geschäftsbereichs Additive Fertigung bei igus, sagte: „Wir haben die Lebensdauerberechnung jetzt in den 3D-Druck-Service integriert, da die Kenntnis der Langlebigkeit eines Bauteils im Vorfeld sowie der Preisinformationen die Auswahl erleichtert.“ richtiges Material.“

Der weltweit führende Prüf-, Inspektions- und Zertifizierungsanbieter (TIC) Element Materials Technology hat einen wichtigen AM-Meilenstein erreicht: Sein Labor in Antwerpen hat vom Luft- und Raumfahrttechnikunternehmen GKN Aerospace Sweden AB die Zulassung als Anbieter von Pulvertests erhalten. Das Unternehmen hat erheblich in die Kapazitäten seiner Labore in Antwerpen und Teesside investiert, was zeigt, wie engagiert es sich dafür einsetzt, Kunden aus verschiedenen Branchen ein umfassendes Angebot an Pulvercharakterisierungs- und Metalltestdiensten für die additive Fertigung gemäß den ISO/ASTM 52907-Standards anzubieten. Für Zwecke der Qualitätssicherung ist die genaue Bestimmung der Pulvereigenschaften sehr wichtig, da die Pulverqualität einen großen Einfluss auf den 3D-Druck und die Eigenschaften von 3D-gedruckten Materialien haben kann. Die Labore von Element sind mit erfahrenen Experten besetzt und mit modernster Ausrüstung ausgestattet. Ihre Dienstleistungen decken wichtige Charakterisierungsaspekte wie chemische Zusammensetzung, Partikelgrößenverteilung, Kontamination und Fließfähigkeit ab. Beide Labore bieten umfassende Pulvertests während des gesamten Lebenszyklus der Produkte an, einschließlich der Vor- und Herstellungsphasen sowie der Nachbereitung.

„Wir freuen uns sehr über die Genehmigung von GKN Aerospace Sweden AB, einem angesehenen Marktführer in der Luft- und Raumfahrtindustrie. Dieser Meilenstein unterstreicht unser Engagement für die Weiterentwicklung der additiven Fertigung und unser Engagement für die Bereitstellung außergewöhnlicher Testdienstleistungen“, sagte Matt Hopkinson, EVP von EMEAA bei Element.

„Da 3D-Druck und additive Fertigung branchenübergreifend immer weiter zunehmen, sind unsere Labore in Antwerpen und Teesside gut positioniert, um den sich verändernden Anforderungen der Branche gerecht zu werden und zum Erfolg unserer Kunden beizutragen.“

Mechano-chemischer Flusslithographiedruck (MCFL) von mikrostrukturierten Nischen. a) Komponenten des MCFL 3D-Druckers. b) Schrittweise Herstellungsprozesse zum Drucken synthetischer Zellnischenumgebungen. c) Verwendete Photoresist-Chemie. d) Konfokales Bild einer Beispielnische mit mikrostrukturierten Eigenschaften, einschließlich Änderungen der Linienbreite, Mechanik (E-Modul) und chemischen Mikroeigenschaften (Konzentration der Fluorophore FITC und TRITC). e) Maximalintensitätsprojektion der 3D-Konfokaldaten, Maßstabsleiste 50 µm. Gepunktete rote und orangefarbene Linien markieren das Profil der Kraftspektroskopie in (f,g). Elastizitätsmodul über Filamente. Die Herstellungsvariablen werden oben in den Diagrammen für physiologisch f) steife (7,5 kPa, rot, TRITC) und g) weiche (2,5 kPa, orange, FITC) Segmente angezeigt. h,i) Mit Aktin (Magenta) und Hydrogel (Cyan) gefärbte ADSCs (primäre Stromazellen aus menschlichem Fettgewebe), kultiviert über einer 3D-Nische mit (h), „Stacked-Logs“ oder i) „Offset-Honeycomb-Layers“-Architektur. Makroobjektivfotografie (links) wird zusammen mit MIP- (Mitte) und konfokalen 3D-Renderings (rechts) gezeigt, Maßstabsbalken 200 µm.

Anschließend entwickelten Bioingenieure und biomedizinische Wissenschaftler der Universität Sydney und des Children's Medical Research Institute (CMRI) in Westmead eine neue Methode, die uns dem 3D-Druck menschlicher Organe einen Schritt näher bringt. Mithilfe des 3D-Fotolithografiedrucks stellten sie eine komplexe Umgebung für den Aufbau von Gewebe her, das die Architektur eines Organs nachbildet. Im Grunde lehrt es, dass Stammzellen, die aus Blut- oder Hautzellen gewonnen werden, zu spezialisierten Zellen werden, die sich zu einer organähnlichen Struktur zusammenfügen können. Die Forscher sagen, dass Zellen mechanische Auslöser und strategisch positionierte Proteine ​​nutzen, um sich durch ihre Umgebung zu bewegen, und in ihrer aktuellen Studie nutzten sie chemische und mechanische Signale im Nanomaßstab, um Zellfunktionen während des Wachstums nachzuahmen und sie dazu zu bringen, realistischere, organisierte Strukturen zu bilden. In Zukunft könnte diese Technologie die Erforschung und das Verständnis seltener Krankheiten erheblich verändern, indem sie genauere Gewebemodelle ermöglicht.

„Ohne spezifische Anweisungen würden sich die Zellen wahrscheinlich unvorhersehbar innerhalb der falschen Strukturen gruppieren“, erklärte Co-Forschungsleiter Dr. Peter Newman von der University of Sydney. „Wir haben effektiv einen Schritt-für-Schritt-Prozess erstellt, der jeden Baustein genau dorthin führt, wo er hingehört und wie er mit den anderen verbunden werden soll.“

Siddarth Sreeram, ein Forscher an den Academies of Loudoun in Virginia, veröffentlichte kürzlich eine Studie zum Thema „Variieren der Füllparameter eines galvanisierten 3D-Drucks zur Verbesserung der elektrischen Leistung“. Im Handel erhältliche 3D-Druckfilamente und -methoden erzeugen Teile mit hohem elektrischen Widerstand, was bedeutet, dass sie nur begrenzte elektrische Anwendungen haben, aber leitfähige Materialien wie reine Metalle sind nicht so leicht oder kostengünstig. In der Vergangenheit wurden die Elektroplattierung – die Verwendung von Metallen zur Beschichtung eines Substrats – und die Änderung der Füllparameter für 3D-Drucke separat als Mittel zur Verbesserung der elektrischen Leistung getestet, aber Sreeram wollte herausfinden, ob die Kombination beider die elektrischen Eigenschaften von 3D verbessern könnte druckt, „aufgrund der besseren Abdeckung des Metalls auf dem Substrat.“ Unter Verwendung eines linearen Füllmusters wurden zehn Testobjekte mit einer Fülldichte von 20 % gedruckt, weitere zehn mit 30 % und die letzten zehn mit 40 %. Alle 30 wurden mit einer Schicht Nickel-Leitlack lackiert, und 15 wurden dann 40 Sekunden lang bei etwa 4 V mit einer Kupferanode und 9 g CuSO4, 30 ml H2SO4 und 90 ml H2O elektroplattiert. Anschließend wurden sie einer Widerstandsprüfung mit einem Multimeter unterzogen.

„Die gesammelten Daten spiegeln wider, dass sich der Widerstand mit der Galvanisierung und als Reaktion auf die Varianz der Füllparameter verändert hat: Der Dunn-Test (durchgeführt nach einem Kruskal-Wallis-Test) zeigt, dass es keinen statistisch signifikanten Unterschied zwischen den Widerständen der Drucke mit 20 gibt und 30 Prozent Fülldichte, während es einen signifikanten Unterschied zwischen den Drucken mit 20 und 40 Prozent Fülldichte sowie den Drucken mit 30 und 40 Prozent Fülldichte gab. Dies könnte darauf zurückzuführen sein, dass die Fülldichte möglicherweise nicht proportional zur Auswirkung der Galvanisierung auf ein bestimmtes Teil variiert.“

Mit solchen Fußkappen können Sie Gartenstühle reparieren und in bestem Zustand halten. Links die originale Fofana-Fußkappe, rechts die neu gestaltete 3D-gedruckte Fußkappe. Bild mit freundlicher Genehmigung von Replique

Das Startup für digitale Inventarisierung und 3D-gedruckte Ersatzteile Replique hat sich mit Siena Garden, einer Gartenmöbelmarke des Fachgroßhandelsverbandes H. Gautzsch Firmengruppe, zusammengetan, um über 1.000 Fußkappen für Gartenstühle in 3D zu drucken. Diese Schutzhüllen sind Teil ihres gemeinsamen Eternal Spare Parts-Konzepts, das Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft fördert, indem es über die gesamte Lebensdauer eines Produkts kontinuierlich Ersatzteile anbietet. Durch eine nahtlose Integration mit der Replique-Plattform können Ersatzteile digital gelagert und dann lokal und bei Bedarf 3D-gedruckt werden, was massive Mindestbestellmengen und übermäßige Lagerbestände zunichte macht. Diese Initiative wird es den Kunden von Siena Garden ermöglichen, ihre Möbel viele Jahre lang frisch aussehen zu lassen und gleichzeitig den Abfall zu reduzieren und die Kosten zu senken. Darüber hinaus wird die Gartenmöbelmarke ihren Ersatzteil-Onlineshop mit Replique um weitere 3D-gedruckte Ersatzteile über die Fußkappen hinaus erweitern, die mit dem neuen Ultrafuse TPU 64D von Forward AM hergestellt wurden.

„Replique konnte unsere 3D-Druckanforderungen nicht nur übersetzen, sondern auch direkt vor Ort umsetzen. Die Kombination der Expertise von Replique mit ihrer sicheren und skalierbaren Plattform war für uns ein entscheidender Faktor“, sagte Peter Benthues, CDO der H. Gautzsch Firmengruppe.

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