Zeitschrift für Elektrotechnik und Elektronik

3D-Druckbarkeit und Reaktion auf Feuer: Verstehen, um vorausschauend handeln zu können.

Thomas Naze

Additive Fertigung und insbesondere die Fused Filament Fabrication (FFF)-Technologie sind ausgereift genug für die Industrialisierung. Tatsächlich gibt es viele Arbeiten über neue Verbundfilamente für den 3D-Druck und die 3D-Druckbarkeit. Die meisten davon konzentrieren sich jedoch nur auf einen bestimmten Aspekt wie Temperaturänderungen, Bindungsbildung oder Rheologie, anstatt einen systemischen Ansatz zu verfolgen. Darüber hinaus befassen sich nur wenige Arbeiten mit 3D-Druck und Brandeigenschaften. Ziel dieser Studie ist die Entwicklung eines neuen Filaments für FDM/FFF mit geringer Brandreaktion, um die Brandschutzanforderungen im Schienen- und Luftfahrtbereich zu erfüllen. Zunächst wurde die Entwicklung einer geeigneten Definition der 3D-Druckbarkeit und eines mathematischen Modells zur Bestimmung dieser 3D-Druckbarkeit untersucht. Alle die 3D-Druckbarkeit beeinflussenden Parameter wurden bestimmt und die Buckingham-Theorie wurde angewendet, um die dimensionslosen Zahlen zu bestimmen, die diese 3D-Druckbarkeit beeinflussen. Die Auswirkungen der 3D-Druckparameter auf das Brandverhalten wurden dann über UL94-Tests (standardisierte vertikale Flammenausbreitung) und Cone-Calorimeter-Tests (Wärmefreisetzungsrate unter Strahlungswärmestrom) bewertet. Abschließend wurden Formulierungen entwickelt, die alle Anforderungen der Schienen- und Luftfahrtindustrie erfüllen.