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Weitere Potenziale in Sachen Voxelfill-Strategie

Variationen der Voxelfill-Strategie mittels CEM-Verfahren ermöglichten etwa den Einsatz von unterschiedlichen Materialien. Daraus resultieren dann etwa hybride Multimaterialsysteme durch unterschiedliche Voxel-Füllmaterialien und Baumaterialien für die Kontur beziehungsweise die Struktur der Innenwände. So können die Materialeigenschaften „customized“ werden. Bauteilgewicht, Dämpfungseigenschaften, Schwerpunktmanipulationen oder Elastizitäten können damit anwendungspezifisch definiert werden. Durch gezieltes selektives Füllen nur bestimmter Volumenkammern (selektive Dichten), auf Basis von FE-Simulationen, könnten die Bauteileigenschaften gezielt beeinflusst werden. So ist es mit Voxelfill möglich, nur die Bereiche eines Bauteils zu füllen, die für den Kraftfluss zwingend erforderlich sind. Im Ergebnis sind diese Bauteile von außen rein optisch „klassische“ Bauteile mit allen Vorteilen für die Nachbearbeitung. Gleichzeitig erfolgt der 3D-Druck aber material- und gewichtsreduziert bis hin zum Leichtbau. Speziell beim Einsatz von faserverstärkten Werkstoffen ergibt sich durch den Einsatz von Voxelfill die zusätzliche Option, die Fasern im Bauteil gezielt auszurichten, um die mechanischen Eigenschaften in Faserrichtung zu steigern.

Voxelfill-Verfahren verstärkt Teile partiell

Und in der Ebene bringe das CEM-Verfahren bereits jetzt sehr gute Möglichkeiten, die Orientierung der Fasern zu steuern. Diese betreffen bei der Voxelfill-Strategie die Kontur und die Innenwände des Bauteils. Durch das Einspritzen des Materials in die Volumenkammern (Befüllung der Voxel) erhält das 3D-Bauteil ebenfalls Fasern, die in der Z-Achse ausgerichtet sind – das verbessert noch einmal die mechanischen Eigenschaften. Lieberwirth kommentiert abschließend: „Das Voxelfill-Verfahren eignet sich natürlich besonders für den 3D-Druck von Kunststoffen und fasergefüllten Kunststoffen, ist aber auch für den 3D-Druck von Metall- und Keramikbauteilen im CEM-Verfahren geeignet.“ Generell ergeben sich Vorteile durch die höhere Baugeschwindigkeit und die schichtübergreifende Füllung.

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