Im PLASTVERARBEITER ist ein spannender Artikel über den 3D-Druck und die Anwendungsmöglichkeiten unserer P-pellets 310 (Polypropylen-Granulat für den exrtrusionsbasierten 3D-Druck) erschienen. Dabei waren unser Geschäftsführer Dr. Christian Neuber und unser Co-Founder Prof. Hans-Werner Schmidt, neben weiteren Mitarbeitern unseres Kooperationspartners Neue Materialien Bayreuth GmbH als Autoren beteiligt.
PPprint, ein Spezialist für den 3D-Druck mit Polypropylen (PP), präsentiert das weltweit erste break-away Stützmaterial für PP, mit dem noch komplexere Geometrien und Produkte mit Überbrückungen, Überhängen und Öffnungen einfach und in höchster Qualität hergestellt werden können.
Für einen erfolgreichen industriellen 3D-Druck von Polypropylen mit etablierten extrusionsbasierten Verfahren, wie Fused Filament Fabrication (FFF), Fused Deposition Modeling (FDM) oder Fused Granular Fabrication (FGF) sind drei kritische Komponenten von entscheidender Bedeutung. Erstens, das 3D-gedruckte Material sollte einen geringen Verzug und eine hohe Verbundfestigkeit zwischen den Schichten aufweisen. Zweitens, das 3D-Druckbett muss einen zuverlässigen 3D-Druck von PP-Teilen ohne den Einsatz von zusätzlichen Haftmitteln und eine zerstörungsfreie und rückstandsfreie Entnahme des gedruckten Produktes ermöglichen. Drittens wird ein Stützmaterial benötigt, um komplexe Strukturen drucken zu können. Diese drei Herausforderungen hat die PPprint GmbH laut einer Pressemeldung nun eine Lösung vorgestellt.
„Mit dem neu auf dem Markt erhältlichen Stützmaterial ‚P-support 279‘ werden die bestehende Filament-Produktlinie ‚P-Filament-721‘ und die speziell für PP entwickelte Druckunterlage ‚P-surface 141‘ nicht nur ergänzt, sondern entscheidend weiterentwickelt. Damit bietet die PPprint GmbH ihren Kunden, als einziges Unternehmen weltweit, eine Komplettlösung für den erfolgreichen industriellen 3D-Druck mit PP“, sagt Dr. Christian Neuber, CEO und Co-Founder der PPprint GmbH.
Das für Polypropylen maßgeschneiderte Supportmaterial ‚P-support 279‘ ermöglicht den 3D-Druck von komplexen Geometrien und lässt sich bei erhöhten Temperaturen einfach und sauber manuell vom gedruckten Teil entfernen. Das Stützmaterial besitzt eine hohe Steifigkeit, einen geringen Verzug, sowie eine ausgezeichnete Haftung am gedruckten PP-Teil und der Druckunterlage ‚P-surface 141‘. Darüber hinaus kann es vorteilhaft verwendet werden, um Stützstrukturen auf Polypropylen und Flöße zu drucken. ‚P-support 279‘ zieht kein Wasser und muss vor dem 3D-Drucken nicht getrocknet werden. Darüber hinaus hat ‚P-support 279‘ als break-away Stützmaterial den Vorteil, dass keine Lösungsmittel eingesetzt werden müssen und daher auch kein wässriger polymerhaltiger Abfall beim Ablösen entsteht. Außerdem kann das thermoplastische break-away Stützmaterial ‚P-support 279‘ problemlos recycelt werden.
„Im Technologiefeld der Additiven Fertigung bietet das breitgefächerte Eigenschaftsprofil von Polypropylen enorme Potentiale und die Bedeutung von PP im 3D-Druck steigt stetig. Dies beruht hauptsächlich auf dem breitgefächerten Eigenschaftsprofil von PP mit sehr guter Bruchfestigkeit, geringer Dichte, ausgezeichneter Chemikalienbeständigkeit und der Recyclebarkeit. Diese Vorteile gehen weit über die Eigenschaftsprofile der klassisch im FDM-Verfahren eingesetzten Materialien hinaus und ermöglichen die additive Fertigung von in der Industrie und Medizintechnik einsetzbaren Produkten“, erläutert Prof. Dr. Hans-Werner Schmidt, Universität Bayreuth, Direktor Bayerisches Polymerinstitut und Co-Founder der PPprint GmbH.
Das in Bayern ansässige 3D-Druck-Unternehmen PPprint GmbH hat mit „P-support 279“ das eigenen Angaben zufolge weltweit erste break-away Stützmaterial für den 3D-Druck von Polypropylen entwickelt. Das Material lässt sich einfach und sauber von der Oberfläche lösen. Das thermoplastische Stützmaterial kann zudem problemlos recycelt werden.
Die PPprint GmbH, die sich auf den 3D-Druck mit Polypropylen (PP) spezialisiert hat, hat das weltweit erste break-away Stützmaterial für PP vorgestellt. In einer Pressemitteilung an das 3D-grenzenlos Magazin erklärt das Unternehmen, dass mit dem Material komplexe Geometrien und Produkte mit Überbrückungen, Überhängen und Öffnungen gedruckt werden können. Forscher aus der Schweiz haben das Problem mit Stützmaterialien anders gelöst. Mit dem Zusatzgerät „RotBot“ wird der 3D-Druck von Objekten mit Überhang und ohne Stützstrukturen ermöglicht.
Industrieller 3D-Druck von PP
Der industrielle 3D-Druck, auch bekannt als Additive Manufacturing, von Polypropylen funktioniert mit extrusionsbasierten Verfahren wie Fused Filament Fabrication (FFF), Fused Deposition Modeling (FDM) oder Fused Granular Fabrication (FGF). Dabei ist es wichtig, dass das Material einen geringen Verzug und hohe Verbundfestigkeit zwischen den Schichten aufweist. Außerdem muss das 3D-Druckbett einen zuverlässigen 3D-Druck von PP-Teilen ohne den Einsatz von zusätzlichen Haftmitteln und eine zerstörungsfreie und rückstandsfreie Entnahme des gedruckten Produktes ermöglichen. Für komplexe Strukturen wird ein Stützmaterial benötigt.
Dr. Christian Neuber, CEO und Co-Founder der PPprint GmbH, erklärt:
„Mit dem neu auf dem Markt erhältlichen Stützmaterial ‚P-support 279‘ werden die bestehende Filament-Produktlinie ‚P-Filament-721‘ und die speziell für PP entwickelte Druckunterlage ‚P-surface 141‘ entscheidend weiterentwickelt. Kunden der PPprint GmbH erhalten damit eine Komplettlösung für den erfolgreichen industriellen 3D-Druck mit PP.“
Details zum Supportmaterial „P-support 279“
Das Supportmaterial „P-support 279“ macht Herstellung komplexer Geometrien mit dem 3D-Drucker möglich und lässt sich bei erhöhten Temperaturen einfach und sauber manuell vom gedruckten Objekt lösen. Das Material bietet hohe Steifigkeit, ein geringer Verzug und eine ausgezeichnete Haftung am gedruckten PP-Teil und der Druckunterlage „P-surface 141“.
Stützstrukturen lassen sich so auf Polypropylen und Flöße drucken. „P-support 279“ zieht kein Wasser und muss nicht getrocknet werden vor dem 3D-Druck. „P-support 279“ benötigt kein Lösungsmittel, weshalb auch kein wässriger polymerhaltiger Abfall beim Ablösen entsteht. Das thermoplastische Stützmaterial kann zudem problemlos recycelt werden.
Prof. Dr. Hans-Werner Schmidt, Universität Bayreuth, Direktor Bayerisches Polymerinstitut und Co-Founder der PPprint GmbH, erklärt:
„Im Technologiefeld der Additiven Fertigung bietet das breit gefächerte Eigenschaftsprofil von Polypropylen enorme Potenziale und die Bedeutung von PP im 3D-Druck steigt stetig. Dies beruht hauptsächlich auf dem Eigenschaftsprofil von PP mit sehr guter Bruchfestigkeit, geringer Dichte, ausgezeichneter Chemikalienbeständigkeit und der Recycelbarkeit. Diese Vorteile gehen weit über die Eigenschaftsprofile der klassisch im FDM-Verfahren eingesetzten Materialien hinaus und ermöglichen die additive Fertigung von in der Industrie und Medizintechnik einsetzbaren Produkten.“
Der Original-Artikel ist auf der Homepage des Fachmagazins 3D-grenzenlos erschienen und ist unter folgendem Link erreichbar: https://www.3d-grenzenlos.de/magazin/zubehoer-zusatzgeraete/ppprint-p-support-279-break-away-stuetzmaterial-fuer-3d-druck-27654523/
Polypropylen (PP) ist eines der bedeutendsten Kunststoffmaterialien und verbindet eine hervorragende Recyclebarkeit mit vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich Mechanik, Chemikalienbeständigkeit und Biokompatibiliät. Die PPprint GmbH fokussiert sich auf den 3D-Druck mit Polypropylen und bietet ein einzigartiges Produktportfolio für den erfolgreichen professionellen 3D-Druck und für industrielle Anwendungen an. Die jüngste Innovation des Unternehmens ist das weltweit erste break-away Stützmaterial für PP, mit dem es nun möglich ist, noch komplexere Geometrien und Produkte mit Überbrückungen, Überhängen und Öffnungen problemlos und in höchster Qualität herzustellen.
Im Technologiefeld der Additiven Fertigung bietet das breitgefächerte Eigenschaftsprofil von PP enorme Potenziale und sorgt dafür, dass der Werkstoff immer bedeutender für die Fertigung von 3D-gedruckten Produkten wird. Für einen erfolgreichen industriellen 3D-Druck von Polypropylen mit etablierten extrusionsbasierten Verfahren wie Fused Filament Fabrication (FFF), Fused Deposition Modeling (FDM) oder Fused Granular Fabrication (FGF) sind drei Komponenten von entscheidender Bedeutung. Erstens sollte das 3D-gedruckte Material einen geringen Verzug und eine hohe Verbundfestigkeit zwischen den Schichten aufweisen. Zweitens muss das 3D-Druckbett einen zuverlässigen 3D-Druck von PP-Teilen ohne den Einsatz von zusätzlichen Haftmitteln und eine zerstörungsfreie und rückstandsfreie Entnahme des Produktes ermöglichen. Drittens wird ein Stützmaterial benötigt, um komplexere Strukturen drucken zu können. Diese drei Herausforderungen hat die PPprint GmbH jetzt gelöst. Mit dem neu auf dem Markt erhältlichen Stützmaterial P-support 279 wird die bestehende Filament-Produktlinie P-Filament-721 und die speziell für PP entwickelte Druckunterlage P-surface 141 nicht nur ergänzt, sondern entscheidend weiterentwickelt. Damit bietet die PPprint GmbH ihren Kunden als einziges Unternehmen weltweit eine Komplettlösung für den erfolgreichen industriellen 3D-Druck mit PP.
Ein einzigartiges Stützmaterial
Die neueste Innovation des Unternehmens ist das break-away Stützfilament P-support 279, das speziell auf das PP-Filament P-filament 721 zugeschnitten ist. Dieses maßgeschneiderte Supportmaterial ermöglicht den 3D-Druck von noch komplexeren Produkten und lässt sich bei erhöhten Temperaturen einfach und sauber manuell vom gedruckten Teil entfernen. Mit P-support 279
bietet die PPprint GmbH, das speziell für Polypropylen entwickelte, break-away Stützmaterial an, mit dem jetzt hochkomplexe und filigrane Strukturen mit Überbrückungen, Überhängen und Öffnungen realisierbar sind. Das Stützmaterial besitzt eine hohe Steifigkeit, einen geringen Verzug sowie eine ausgezeichnete Haftung am gedruckten PP-Teil und der Druckunterlage P-surface 141. Darüber hinaus kann es vorteilhaft verwendet werden, um Stützstrukturen auf Polypropylen und Rafts zu drucken. P-support 279 zieht kein Wasser und muss vor dem 3D-Drucken nicht getrocknet werden. Darüber hinaus hat ein break-away-Support den Vorteil, dass keine Lösungsmittel eingesetzt werden müssen oder wässriger polymerhaltiger Abfall beim Ablösen entsteht. Außerdem kann das thermoplastische break-away Support Material P-Support 279 problemlos recycelt werden.
Perfekte Druckunterlage
Die Druckunterlage ist eine entscheidende Komponente im extrusionsbasierten 3D-Druck. Die speziell für die Filamentproduktline P-filament 721 entwickelte Druckunterlage P-surface 141 ermöglicht einen zuverlässigen und reproduzierbaren 3D-Druckprozess von PP. Sie bietet eine sehr hochwertige, hitzebeständige Druckoberfläche mit hoher Haltbarkeit und Lebensdauer, die in allen handelsüblichen 3D-Druckern verwendet werden kann. Die Druckunterlage ist ohne weitere Vorbehandlung und zusätzliche Haftmittel einsatzbereit. Durch die optimierte Beschaffenheit des P-surface 141 haftet das Bauteil während des Drucks perfekt auf der Oberfläche und ein Verzug wird minimiert. Nach der Fertigstellung können die 3D-gedruckten Teile bei erhöhten Temperaturen des Druckbetts leicht und rückstandsfrei von Hand abgenommen werden.
Vielfältige Polypropylen Filamente
Die PPprint GmbH bietet ein breites Portfolio an PP-Filamenten an. Die P-Filamente 721 sind auf einen geringen Verzug und eine sehr gute Schichtenhaftung optimiert, was zu belastbaren, mechanisch stabilen 3D-Druckprodukten führt. Standardmäßig ist das P filament 721 naturfarben, weiß und schwarz in den Durchmessern 1.75 mm und 2.85 mm erhältlich. 3D-gedruckte Teile aus P-filament 721 natural sind nach DIN EN ISO 10993-5 als biologisch sicher zertifiziert, was für diverse Anwendungen, z. B. in der Medizintechnik, relevant ist. Spezielle Farben werden nach Kundenwunsch produziert. Da PP kein Wasser aufnimmt, müssen PP-Filamente vor dem 3D-Druck nicht getrocknet werden.
Polypropylen das Material der Wahl
Bei der Suche nach einem geeigneten Werkstoff für 3D-gedruckte technische Bauteile wird die Zahl der Materialien, die ein passendes Eigenschaftsprofil aufweisen, schnell auf eine geringe Anzahl limitiert. Einer dieser Werkstoffe ist Polypropylen, der seine breite Einsetzbarkeit bereits in den letzten Jahrzehnten in zahlreichen technischen und medizinischen Anwendungen in Spritzguss und Extrusion bewiesen hat. PP weist ein breitgefächertes Eigenschaftsprofil auf, das eine sehr gute Bruchfestigkeit, geringe Dichte und Chemikalienbeständigkeit gegenüber Säuren, Basen, Alkohole und Wasser aufweist. Des Weiteren eröffnet die Hautverträglichkeit, die einfache Sterilisierbarkeit und die Lebensmittelechtheit von PP weitere interessante Anwendungsfelder. 3D-gedruckte Teile können ohne Probleme in einer Spülmaschine gereinigt werden. PP ist sowohl energetisch verwertbar als auch werkstofflich recyclebar.
Der Hersteller PPprint hat speziell für den extrusionsbasierten 3D-Druck optimierte PP-Granulat ‚P-pellets 310‘ vorgestellt. Das Material ist für das additive Herstellungsverfahren Fused Granular Fabrication (FGF) vorgesehen.
Das auf der Herstellung mit geschmolzenem Granulat basierende FGF-Verfahren etabliert sich laut dem Hersteller aktuell mehr und mehr als eine feste Fertigungsalternative in der additiven Fertigung. Dies beruht hauptsächlich auf den Stärken des Fertigungsverfahrens, die speziell im hohen Materialaustrag und der damit verbundenen Möglichkeit zur schnellen und wirtschaftlichen Produktion von großvolumigen Komponenten liegen. Mittels eines Schneckenextruders wird dabei Granulat aufgeschmolzen und im Schichtenverfahren auf die Bauplattform aufgetragen.
Bei geeigneter Materialauswahl bietet das FGF-Verfahren enorme Potentiale für unterschiedlichste Industriezweige. Der Werkstoff Polypropylen weist durch sein breitgefächertes Eigenschaftsprofil gegenüber anderen Materialien, die im extrusionsbasierten 3D-Druck eingesetzt werden, viele Vorteile auf. So eignet sich das PP-Granulat ‚P-pellets 310‘ zur Herstellung von leichten, robusten, flexiblen, chemikalienbeständigen und somit industrietauglichen Komponenten.
Die von der PPprint GmbH spezifisch für den extrusionsbasierten 3D-Druck optimierten P-pellets 310 zeichnen sich dabei durch hervorragende Schichtenhaftung und geringen Verzug aus. Die P-pellets 310 können in allen gängigen granulatverarbeitenden 3D-Druckern, die aktuell am Markt erhältlich sind, eingesetzt werden. Um seine Kunden von der Qualität seines neusten Produktes zu überzeugen, bietet die PPprint GmbH die P-pellets 310 bereits ab einer Abnahmemenge von 1kg an. In Kombination mit der spezifisch für PP entwickelten und zum Patent angemeldeten Druckunterlage ‚P-surface 141‘, bietet die PPprint GmbH zusätzlich eine bewährte Komponente für den erfolgreichen 3D-Druck mit Polypropylen an.
BAYREUTH. Polypropylen – noch nie gehört? Dabei handelt es sich um einen der meistverwendeten Kunststoffe, den die Industrie hauptsächlich im Spritzgussverfahren zur Herstellung unterschiedlichster Bauteile nutzt. Für den 3-D-Druck schien das Material aber bislang nahezu ungeeignet – bis Bayreuther Forscher doch einen Weg fanden. Sie haben mit PPprint eine Firma gegründet, die dem mittlerweile marktreifen Verfahren zum Durchbruch verhelfen soll und bereits erste Erfolge verbucht.
Vielseitiges Material
Am Anfang stand eine klassische Zwickmühle: Polypropylen (PP) ist dank seiner Eigenschaften vielseitig einsetzbar. Es ist lebensmittelecht, spülmaschinenfest, hält vergleichsweise hohe Temperaturen aus, ist sehr bruchfest und dabei trotzdem bis zu einem gewissen Grad flexibel, es lässt sich beliebig einfärben, enthält keine Weichmacher und ist vollständig recyclebar. Und trotzdem wurde es im seit einiger Zeit boomenden Segment des 3-D-Drucks bislang kaum eingesetzt – was mit einer weiteren Eigenschaft und damit dem zweiten Teil der Zwickmühle zu tun hat. Denn bei diesem Verfahren wird ein Werkstück aufgebaut, indem Schicht für Schicht aufgetragen wird. Doch die verbinden sich bei PP normalerweise schlecht. Was zudem dazu führt, dass die Bauteile im 3-D-Drucker nur mäßig auf der Druckunterlage haften oder sich das fertige Produkt nur schlecht ablösen lässt und deshalb stets die Gefahr eines Schadens besteht.
Ein Patent wurde angemeldet
Probleme, die am Lehrstuhl Makromolekulare Chemie von Prof. Hans-Werner Schmidt in dreijähriger Forschungsarbeit gelöst wurden. Und zwar in akribischer Kleinarbeit und vor allem im Rahmen einer Doktorarbeit des jungen chinesischen Wissenschaftlers Minde Jin, der 2012 aus der Region Schanghai zum Masterstudium nach Bayreuth kam und dann bei Schmidt promovierte. Natürlich wurde auch ein Patent angemeldet.Schmidt und Minde gehören ebenso zu den Gründern von PPprint wie Schmidts Sohn Sebastian, ein junger Wirtschaftsingenieur der Uni Bayreuth, sowie Christian Neuber und Dominik Walthierer, die auch als Geschäftsführer fungieren. Neuber, akademischer Oberrat am Lehrstuhl von Hans-Werner Schmidt, ist dabei für technische Entwicklung und Produktion zuständig. Walthierer kümmert sich als Betriebswirtschaftler um den Bereich Marketing und Verkaufsmanagement.
Die Uni hilft viel
Ende 2018 wurde PPprint gegründet, wobei Walthierer und Neuber ausdrücklich auf die Unterstützung durch die Uni und den unschätzbaren Vorteil des bei der Neuen Materialien GmbH angesiedelten Gründerzentrums hinweisen. „Uni-Präsident Stefan Leible ist ja sehr für Ausgründungen, die von ihm eingerichtete Stabsstelle Entrepreneurship und Innovation hat uns viel geholfen“, sagt Neuber. Und Walthierer ergänzt: „Bei der Neue Materialien GmbH haben wir nicht nur adäquate Räume gefunden, auch das hiesige Netzwerk ist unbezahlbar. Ohne das wäre ich gar nicht zu PPprint gestoßen.“
Auch die Großindustrie zählt zur Kundschaft
Von ihrem bisherigen Erfolg scheinen die Gründer selber etwas überrascht. Im Februar sind sie in die Produktion eingestiegen und bieten mittlerweile unter anderem ein Starterset für rund 100 Euro an, „mit dem man gleich loslegen kann“, sagt Neuber. Zu den Kunden gehören auch private Bastler, vor allem aber gibt es bereits großes Interesse aus der Industrie – und zwar bis nach Nordamerika oder Indien. So läuft bereits eine Lohnfertigung für den global tätigen Wasserfilterhersteller Brita, der Coburger Autozulieferer Brose und der Motorradhersteller KTM drucken bereits mit ihrem Material. Auf rund 65 ist die Zahl der aktiven Kunden in kürzester Zeit gestiegen, sagt Walthierer. Namhafte Hersteller von 3-D-Druckern, wie das global agierende US-Unternehmen Raise 3D, haben das PPprint-Verfahren bereits für ihre Geräte zugelassen oder sind dabei. Für eine Massenproduktion ist das Verfahren übrigens nicht geeignet, da ist der Spritzguss viel schneller. Es geht eher um Prototypenfertigung oder Kleinserien-Produktion im Bereich von einem bis höchstens 500 Stück. Schuheinlagen oder Prothesen etwa seien wegen der guten Verträglichkeit von PP ein interessantes Anwendungsfeld.
In Ruhe weiter aufbauen
Und welche Entwicklung trauen die Geschäftsführer dem Unternehmen zu? „Da setzen wir uns keine Grenzen“, sagt Neuber lachend, während Walthierer ergänzt: „Wir wollen trotz des großen Interesses alles in Ruhe aufbauen.“ Es sei schon eine Leistung, in kürzester Zeit eine stabile Lieferkette aufgebaut zu haben: „Alles entwickelt in Oberfranken.“ Ein weiterer Schritt werde die Entwicklung weiterer Anwendungen sein, etwa unter Verwendung von Kohlefasern zur Verstärkung.Und nicht zuletzt müsse man auf Sicht auch daran denken, Mitarbeiter einzustellen. Denn momentan machen die Gründer noch alles alleine.
