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Apium Additive Technologies: Industrieller 3D-Druck mit Hochleistungskunststoffen

12.04.2019

Industrieller 3D-Drucker Apium P220 mit Filament-Trockner. (Foto: Apium)

Industrieller 3D-Drucker Apium P220 mit Filament-Trockner. (Foto: Apium)

Das Karlsruher Startup Apium Additive Technologies GmbH entwickelt 3D-Drucker auf FFF-Basis sowie Filamentmaterialien für die industrielle additive Fertigung. Die Besonderheit der Drucker der Serie Apium P220 ist die Möglichkeit, Hochleistungspolymere, Verbundmaterialien und Metalle zu verarbeiten.

Als nach eigenen Angaben weltweit erstes Unternehmen hat Apium PEEK in Filamentform kommerziell angeboten. Weitere eigene Filamententwicklungen basieren u. a. auf carbonfaserverstärktem PEEK, PEI, PVDF und POM-C. Die Drucker der P220-Serie unterstützen darüber hinaus herstellerunabhängig die Verarbeitung einer Vielzahl weiterer amorpher und teilkristalliner Thermoplaste, wie ABS oder PP, aber auch metallischer Materialien wie Edelstahl.

Um qualitativ hochwertige Druckergebnisse mit dem P220 zu erzielen, haben die Apium-Ingenieure eine intelligente und modulare Heiztechnologie entwickelt und zum Patent angemeldet, die für eine optimale Temperaturverteilung im Bauteil sorgt. Die Wände und Glastüren des Bauraumes sind so isoliert, dass die hohen Prozesstemperaturen – Hot-End bis zu 540 °C, Adaptives Heizsystem bis 180 °C und Druckbett bis 160 °C – stabil gehalten werden.

Die Druckauflösung wird mit 0,0125 mm in x-y-Richtung und 0,05 mm in z-Richtung angegeben, die Reproduzierbarkeit mit 0,1 mm. Der effektive Bauraum ist mit 205 x 155 x 150 mm angegeben.






Für die Verarbeitung von verstärkten Werkstoffen ist eine spezielle Extruder-Technik nötig. Dafür hat Apium die Bowden-Extruder-Technologie weiterentwickelt. Im Gegensatz zur Direct-Extruder-Variante sitzt hier der Schrittmotor zur Filamentzuführung nicht am bewegten Druckkopf, sondern am Gehäuse. Der Druckkopf kann dadurch wesentlich schneller und präziser geführt werden. Mit hochwertigen Antriebsgetrieben und einem neuen Zuführmechanismus haben die Apium-Entwickler diese Methode noch einmal verbessert. Damit sind die Drucker bspw. in der Lage, auch Materialien mit hohem Füllgrad, wie bis zu 30 % kohlefaserverstärktes PEEK, sowie Werkstoffe mit unterschiedlicher Härte oder Flexibilität problemlos und sauber zu verarbeiten.

Eine erweiterte Parameterkontrolle kann bei anspruchsvollen Geometrien unterschiedliche 3D-Druckparameter in einem Bauteil steuern. Mit dieser Fähigkeit lassen sich mit den P220-Druckern nach Ansicht des Herstellers die meisten geometrischen Herausforderungen überwinden. Die Drucker erkennen zudem selbstständig den Materialtyp und passen die Einstellungen und Prozessparameter automatisch an das Materialprofil von Apium an.

Zur Herstellung von Metallteilen wird eine Mischung aus Metallpulver und Kunststoff als Druckmaterial eingesetzt. Der daraus entstandene Grünling wird anschließend entbunden und gesintert, so dass am Ende des Prozesses ein reines Metallteil vorliegt. Alle nötigen Anlagen, wie Ofen und Entbindeanlage, kann von Apium als Paket bezogen werden.

Die 3D-Drucker-Serie Apium M220 ist speziell für die Herstellung medizinischer Produkte ausgerüstet. (Foto: Apium)

Die 3D-Drucker-Serie Apium M220 ist speziell für die Herstellung medizinischer Produkte ausgerüstet. (Foto: Apium)

Eine Adaption des P220 ist die speziell für Medizinprodukte konzipierte Drucker-Serie Apium M220. In diesem wird die Atmosphäre um die gedruckten Medizinprodukte gefiltert und damit jegliche Kontamination vermieden. Für die Düsen- und Druckbetttechnik kommen sterilisierbare medizinische Materialien zum Einsatz. Die M220-Drucker eignen sich damit für den Einsatz im Reinraum und die Produktion von medizinischen Anwendungen. Passend dazu hat Apium ein langlebiges, medizinisches PEEK-Filament auf den Markt gebracht. Erforderlichen Zertifikate über die Biokompatibilität von Material und Maschine stellt das Unternehmen zur Verfügung.

www.apiumtec.com

© Kunststoff-Profi Verlag GmbH & Co. KG, Bad Homburg

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