DIY PEEK Drucker
Kann man beim PEEK-FDM die Baukammertemperatur senken, ohne Schichtanhaftung zu verlieren?
Genau das untersuche ich aktuell in meiner Bachelorarbeit am FH Aachen – GoetheLab for Additive Manufacturing unter Prof. Sebastian Bremen:
Eine lokale Heizzone direkt am Druckkopf soll helfen, den Prozess energieeffizienter zu machen und die thermische Belastung der Anlagenkomponenten zu senken, indem die notwendige Baukammertemperatur reduziert werden kann.
Basis dafür: Die von Luca Meyer, Studentische Hilfskraft beim GoetheLab for Additive Manufacturing, eigenständig durchgeführte Entwicklung und der Aufbau eines Hochtemperatur-FDM-Druckers für PEEK als Forschungsplattform (inkl. Projektmanagement, Konstruktion, Beschaffung und Inbetriebnahme).
Erste Ergebnisse:
Die ersten Probekörper wurde gedruckt, beide Exemplare bei einer Bautraumtemperatur von 50 °C. Dem Bild links kann der Auxiliary Heating System entnehmen, das Bild in der Mitte präsentiert, die Unterschiede der Verwendung des Systems und das Bild Rechts präsentiert den aktuellen Stand des Druckers
Welche Informationen kann nach den ersten Ergebnisse ermittelt werden?
Die beige Verfärbung deutet auf eine teilkristalline Polymerstruktur hin, im Gegensatz zur bräunlichen, eher amorphen Ausprägung. Eine höhere Kristallinität kann die thermische Dauerfestigkeit deutlich erhöhen (von ca. 150 °C auf bis zu 250 °C) und die Zugfestigkeit von etwa 53 MPa auf bis zu 97 MPa steigern, sofern eine nahezu optimale Kristallinität erreicht wird.
Mit der Zuschaltung einer zusätzlichen lokalen Heizzone am Druckkopf (AHS) lässt sich somit bereits bei niedriger Baukammertempertur auf den ersten Blick ein klarer Anstieg kristalliner Strukturen erkennen.
Damit startet das Projekt und Luca Meyer die experimentelle Phase, in der ich das Verhältnis aus Baukammertemperatur und lokaler Heizzonentemperatur systematisch variiert wird. Bewertet werden im Nachgang unter anderem Verzug welcher durch 3D-Scanverfahren dokumentiert werden und Schichtanhaftung, welche durch Zugversuche der Proben ermittelt wird.
Was sind nur die Nächsten Schritte: weitere Temperaturpunkte, reproduzierbare Mess- und Auswertlogiken ermitteln, um die Effekte nicht nur „optisch“, sondern quantitative zu belegen.
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