Das selektive Lasersintern (SLS) ist ein additives Fertigungsverfahren

für Kunststoffbauteile, welches bereits vielf?ltig im Bereich kleiner

Serienfertigungen eingesetzt wird. Eine weitere Verbreitung ist aber

derzeit durch eine stark eingeschr?nkte Materialauswahl behindert, da

das Ausgangsmaterial sehr spezifische disperse Eigenschaften aufweisen

muss. W?hrend für PA12 ein etabliertes Verfahren zur Herstellung von

SLS-Pulver existiert, k?nnen andere Polymere meist nur über energie- und

kostenintensive Prozesse (z.B. Kryomahlung und anschlie?ende

Verwundung) hergestellt werden. Daher soll die Filament Extension

Atomization (FEA) als alternatives Herstellungsverfahren für

feindisperse, sph?rische Polymerpartikel grundlegend untersucht werden,

um eine Modellierung zu erm?glichen und ein Verst?ndnis zu entwickeln,

welche neuen Materialien bei passenden Prozessparametern zu SLS-Pulver

verarbeitet werden k?nnen. Die FEA ist ein neues Verfahren, um schwer zu

versprühende Flüssigkeiten – prim?r Polymerl?sungen – bei

Raumtemperatur zu dispergieren. Das Verfahren besteht vereinfacht aus

zwei entgegengesetzt rotierenden Walzen, welche eine Flüssigkeit über

einen kleinen Spalt f?rdern, sodass sich beim Austreten einzelne

Filamente bilden, die dann in einzelne Tr?pfchen zerfallen. Der gro?e

Vorteil dieser Methode liegt darin, dass eine Dehnverfestigung und sehr

gro?e Viskosit?ten, welche gew?hnliche Sprühprozesse i. d. R. unm?glich

machen, zur Filamententstehung vorteilhaft sind. Bisher gibt es

allerdings keine theoretische Modellierung des Prozesses, der

beispielsweise eine Vorhersage von Materialeignung oder entstehender

Tropfengr??e erm?glicht. Dies ist für die Weiterentwicklung der Methode

unerl?sslich. In diesem Forschungsvorhaben sollen die Lücken zwischen

der Modellierung, dem Prozess und der Materialwahl geschlossen und das

Verfahren dahingehend weiterentwickelt werden, Polymere bei geeigneten

Temperaturen zu verarbeiten. Der Fokus liegt auf der Modellierung des

Tropfenbildungsprozesses und der Vorhersage der Material- sowie der

Pulvereigenschaften. Hierfür sollen gezielte dehnrheometrische

Untersuchungen an teils selbst entwickelten Aufbauten durchgeführt

werden, um die Elementarprozesse bei der Filament- und Tropfenentstehung

isoliert betrachten zu k?nnen. Zus?tzlich wird eine Apparatur zur FEA

im Laborma?stab aufgebaut, welche zuvor identifizierte Parameter wie

Walzenabstand und -geometrie oder Drehgeschwindigkeit und Temperatur

exakt variieren kann. Parallel werden die Prozesse theoretisch und

simulativ beschrieben. Ein Abgleich auf den unterschiedlichen Ebenen

soll es erm?glichen, die Modelle anzupassen und entsprechende

Materialparameter zu ermitteln, so dass eine Simulation des

Gesamtprozesses mit ausreichender Genauigkeit erm?glicht wird.

Abschlie?end ist die Herstellung kleiner Mengen Pulver und die

Verarbeitung in einer speziell modifizierten SLS-Anlage für geringe

Pulvermengen geplant.