Hochleistungspolymere zählen zu den Schlüsselwerkstoffen der Zukunft. Egal ob es sich um Anwendungen in der Luftfahrt, Medizin oder im Maschinenbau handelt: Diese Materialgruppe zeichnet sich durch eine außergewöhnliche Kombination an Eigenschaften wie Brandfestigkeit, Leichtigkeit, Zugfestigkeit und Biokompatibilität aus. Um die moderne Produktionsform e-Manufacturing auch für diese zukunftsträchtigen Werkstoffe zu erschließen, hat Weltmarktführer EOS jetzt mit der EOSINT P 800 die weltweit erste Hochtemperaturanlage zum Laser-Sintern von Hochleistungspolymeren entwickelt. Als erster Vertreter der Hochleistungspolymere wurde der Werkstoff EOS PEEK HP3 aus der Gruppe der Polyaryletherketone für den Einsatz auf der neuen Anlage zur Marktreife entwickelt. Die neue Anlage EOSINT P 800 hat ihre Weltpremiere auf der EuroMold 2008 am EOS-Stand F70 in Halle 8.0.
"Als Weltmarktführer im Bereich e-Manufacturing war für uns die Entwicklung einer Anlage für Hochleistungspolymere ein folgerichtiger Schritt, weil sich das Laser-Sinter-Verfahren optimal für hochwertige und komplexe Anwendungen eignet, die häufig auf Hochleistungspolymeren basieren", erklärt Dr. Hans Langer, Gründer und CEO von EOS. "Allerdings galt die Entwicklung einer solchen Anlage aufgrund der hohen Temperaturen zunächst als technisch kaum realisierbar. Als Technologieführer haben wir uns dieser Herausforderung dennoch gestellt - mit sichtbarem Erfolg."
Spiel mit der Wärme: EOSINT P 800
Hochleistungspolymere sind aufgrund ihrer hervorragenden Materialeigenschaften für zahlreiche Anwendungen und Industriezweige interessant. Allerdings konnten sie bislang aufgrund ihrer Schmelztemperaturen zwischen 220°C und 380°C nicht für den Laser-Sinter-Prozess eingesetzt werden. Die neue Anlage EOSINT P 800 erschließt durch ihre Eignung für Prozesstemperaturen bis 385°C als weltweit erstes System diese äußerst interessante Werkstoffgruppe für die Laser-Sinter-Produktion. Sie baut auf dem bewährten und ausgereiften Design der EOSINT P730 auf und wird durch völlig neu konstruierte Baugruppen wie Prozesskammer und Wechselrahmen auf das Anforderungsniveau des Hochtemperaturprozesses angehoben.
Die Etablierung eines um ca. 200°C höheren Temperaturniveaus als bei üblichen Laser-Sinter-Anwendungen stellte dabei ganz neue Anforderungen an Dauerfestigkeit, Beherrschung von Wärmeausdehnung und Temperaturverteilung innerhalb der Anlage. Deshalb setzte EOS auf neue Werkstoffe, die bislang im Laser-Sinter-Anlagenbau nicht zur Verwendung kamen. Beispielhaft sei hier die patentierte Verwendung von Glaskeramik im Wechselrahmen genannt. Damit wird die Konstruktion sowohl den Prozessanforderungen an die Temperaturverteilung als auch den mechanischen Genauigkeitsanforderungen unter Berücksichtigung der temperaturbedingten Längenausdehnung gerecht.
Werkstoff mit Zukunft
Mit PEEK HP3 stellt EOS erstmals ein Hochleistungspolymer für die Laser-Sinter-Fertigung zur Verfügung. Das Basisprodukt wird durch EOS in Pulverform gebracht und prozessfähig aufbereitet. Die laser-gesinterten Produkte erreichen Zugfestigkeiten bis zu 95 MPa und einem E-Modul von 4.400 MPa. Diese Werte liegen auf einem um bis zu 100% höheren Niveau als die bisher marktbeherrschenden Werkstoffe PA12 und PA11. Die Dauergebrauchstemperaturen liegen je nach Einsatzfall zwischen 260°C (elektrisch), 240°C (mechanisch-statisch) und 180°C (mechanisch-dynamisch).
Seine hervorragende chemische Beständigkeit macht PEEK - von aggressiven Säuren abgesehen - unempfindlich gegen jegliche Chemikalie. Hieraus leiten sich seine hervorragenden applikationsspezifischen Eigenschaften ab. In Anwendungen, wie z.B. der Luft- und Raumfahrt, wo Leichtigkeit und Brandfestigkeit von größter Bedeutung sind, hat sich PEEK zu einem beliebten Ersatz für Metall entwickelt. Aufgrund seiner Reinheit, seiner hohen Festigkeit und seiner chemischen Resistenz ist er auch zum Goldstandard für HPLC-Anwendungen (Hochleistungsflüssigkeitschromatographie) in der analytischen Wissenschaft avanciert. In medizinischen Anwendungen machen Biokompatibilität, Sterilisierbarkeit, hohe Zugfestigkeit und Gleitfähigkeit diesen Werkstoff zu einem idealen Ersatz für Edelstahl und Titan. Doch auch der hohe Kosten- und Innovationsdruck, beispielsweise im Maschinenbau, lassen Entwickler und Designer zunehmend nach neuen Materiallösungen und Verarbeitungstechnologien im Kunststoffbereich suchen. Als eines der leistungsstärksten thermoplastischen Polymere gilt PEEK hier als zukunftsträchtiger Kandidat für neue Märkte.
"Als Weltmarktführer im Bereich e-Manufacturing war für uns die Entwicklung einer Anlage für Hochleistungspolymere ein folgerichtiger Schritt, weil sich das Laser-Sinter-Verfahren optimal für hochwertige und komplexe Anwendungen eignet, die häufig auf Hochleistungspolymeren basieren", erklärt Dr. Hans Langer, Gründer und CEO von EOS. "Allerdings galt die Entwicklung einer solchen Anlage aufgrund der hohen Temperaturen zunächst als technisch kaum realisierbar. Als Technologieführer haben wir uns dieser Herausforderung dennoch gestellt - mit sichtbarem Erfolg."
Spiel mit der Wärme: EOSINT P 800
Hochleistungspolymere sind aufgrund ihrer hervorragenden Materialeigenschaften für zahlreiche Anwendungen und Industriezweige interessant. Allerdings konnten sie bislang aufgrund ihrer Schmelztemperaturen zwischen 220°C und 380°C nicht für den Laser-Sinter-Prozess eingesetzt werden. Die neue Anlage EOSINT P 800 erschließt durch ihre Eignung für Prozesstemperaturen bis 385°C als weltweit erstes System diese äußerst interessante Werkstoffgruppe für die Laser-Sinter-Produktion. Sie baut auf dem bewährten und ausgereiften Design der EOSINT P730 auf und wird durch völlig neu konstruierte Baugruppen wie Prozesskammer und Wechselrahmen auf das Anforderungsniveau des Hochtemperaturprozesses angehoben.
Die Etablierung eines um ca. 200°C höheren Temperaturniveaus als bei üblichen Laser-Sinter-Anwendungen stellte dabei ganz neue Anforderungen an Dauerfestigkeit, Beherrschung von Wärmeausdehnung und Temperaturverteilung innerhalb der Anlage. Deshalb setzte EOS auf neue Werkstoffe, die bislang im Laser-Sinter-Anlagenbau nicht zur Verwendung kamen. Beispielhaft sei hier die patentierte Verwendung von Glaskeramik im Wechselrahmen genannt. Damit wird die Konstruktion sowohl den Prozessanforderungen an die Temperaturverteilung als auch den mechanischen Genauigkeitsanforderungen unter Berücksichtigung der temperaturbedingten Längenausdehnung gerecht.
Werkstoff mit Zukunft
Mit PEEK HP3 stellt EOS erstmals ein Hochleistungspolymer für die Laser-Sinter-Fertigung zur Verfügung. Das Basisprodukt wird durch EOS in Pulverform gebracht und prozessfähig aufbereitet. Die laser-gesinterten Produkte erreichen Zugfestigkeiten bis zu 95 MPa und einem E-Modul von 4.400 MPa. Diese Werte liegen auf einem um bis zu 100% höheren Niveau als die bisher marktbeherrschenden Werkstoffe PA12 und PA11. Die Dauergebrauchstemperaturen liegen je nach Einsatzfall zwischen 260°C (elektrisch), 240°C (mechanisch-statisch) und 180°C (mechanisch-dynamisch).
Seine hervorragende chemische Beständigkeit macht PEEK - von aggressiven Säuren abgesehen - unempfindlich gegen jegliche Chemikalie. Hieraus leiten sich seine hervorragenden applikationsspezifischen Eigenschaften ab. In Anwendungen, wie z.B. der Luft- und Raumfahrt, wo Leichtigkeit und Brandfestigkeit von größter Bedeutung sind, hat sich PEEK zu einem beliebten Ersatz für Metall entwickelt. Aufgrund seiner Reinheit, seiner hohen Festigkeit und seiner chemischen Resistenz ist er auch zum Goldstandard für HPLC-Anwendungen (Hochleistungsflüssigkeitschromatographie) in der analytischen Wissenschaft avanciert. In medizinischen Anwendungen machen Biokompatibilität, Sterilisierbarkeit, hohe Zugfestigkeit und Gleitfähigkeit diesen Werkstoff zu einem idealen Ersatz für Edelstahl und Titan. Doch auch der hohe Kosten- und Innovationsdruck, beispielsweise im Maschinenbau, lassen Entwickler und Designer zunehmend nach neuen Materiallösungen und Verarbeitungstechnologien im Kunststoffbereich suchen. Als eines der leistungsstärksten thermoplastischen Polymere gilt PEEK hier als zukunftsträchtiger Kandidat für neue Märkte.
