Fertigungsanlage zur additiven Herstellung großformatiger und geometrisch komplexer WPC-Bauteile (WPC-3D)

Zielstellung des gemeinsam mit den Unternehmen NOVO-TECH GmbH & Co. KG und FAG Fahrzeugwerk GmbH durchgeführte FuE-Vorhaben ist die Entwicklung einer hochproduktiven Anlage zur additiven (schichtweisen) Herstellung von großformatigen Bauteilen mit maximalen Abmessungen bis 6.000 Millimetern. Die zu druckenden Bauteile, z. B. Fassadenelemente mit einem Porenvolumen von 50 Prozent zur Wärmedämmung, besitzen ein Gewicht von bis zu 3.000 Kilogramm.

Der innovative Lösungsansatz basiert auf der Entwicklung eines neuartigen Verfahrens für den großvolumigen und schnellen Materialauftrag von granulierten Holz-Polymer-Werkstoffen (WPC) in Kombination mit der 6-achsigen Führung des 3D-Extruders durch einen modernen Industrieroboter. Die hochproduktive Fertigungsanlage weist folgende Eigenschaften auf:

• Großer Bauraum mit Kantenlängen bis 6.000 mm
• Schneller Aufbau in großen und variablen Schichtstärken (> 10 mm) bei hohem Materialdurchsatz (> 10 dm³/h)
• Verwendete Werkstoffe auf Basis von neuartigen, faserverstärkten, thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoffen, die eine gute Entformbarkeit gewährleisten
• Umsetzung einer hybriden Fertigung: robotergestützter Aufbauprozess und Nachbearbeitung durch Roboterfräsen in gleicher Aufspannung (Werkzeugwechsler für Auftrags- und Fräskopf)
• Teilautomatisches Fügen von Großbauteilen aus mehreren Einzelteilen
• Parallelisierung durch mehrere Arbeitsstationen: 3D-Auftrag, Aushärtung, Fräsen, Fügen/Kleben von Einzelteilen

Die Ergebnisse werden an einem funktionsfähigen Demonstrator nachgewiesen.