Insight

3D-Druck mit Polypropylen

Die Meister-Klasse in Produktdesign und -entwicklung


Insight: 3D-Druck mit Polypropylen

 

Hallo zusammen!  Es ist Freitag, Zeit also für ein weiteres Insight-Video.

Diese Woche richten wir unser Augenmerk auf Polypropylen (PP), eines der beliebtesten Materialien, das in der Fertigung verwendet wird, sowie auf einen kürzlich erfolgten Durchbruch: Polypropylen kann nämlich jetzt durch selektives Lasersintern 3D-gedruckt werden. Ich werde erörtern, was das für das Design bedeutet und wie sich dadurch Ihre Produktentwicklungszeiten verkürzen könnten.

Doch zuerst der wissenschaftliche Teil.  Polypropylen ist ein thermoplastisches Additionspolymer, das aus einer Kombination von Propylenmonomeren hergestellt wird. Heute ist es einer der weltweit meistproduzierten Kunststoffe und sein Einsatz nimmt rapide zu. Die Produktion wird bis 2026 schätzungsweise 88 Millionen Tonnen erreichen. Das ist sehr viel Kunststoff.

Und es gibt einen guten Grund für seine Beliebtheit. Es ist robust, halbstarr, hat eine ausgezeichnete Hitze-, Chemikalien- und Medienbeständigkeit und besitzt einen hervorragenden Ermüdungswiderstand. Außerdem ist es im Spritzguss einfach anwendbar.

Wussten Sie zum Beispiel, dass Polypropylen in einem normalen Auto 32 % des verarbeiteten Kunststoffs ausmacht?

Das alles klingt zu schön, um wahr zu sein. Und bis vor kurzem war es das auch, weil man PP nicht 3D-drucken konnte. Aufgrund seiner hohen Kristallinität neigt es zu Schwindung und Verformung.

Machen wir also einen Schritt zurück. Wenn man bisher ein Teil aus Polypropylen haben wollte, waren Grenzen gesetzt, wenn es um die Herstellung wirtschaftlicher Prototypen oder die Gestaltung komplexer Geometrien ging.

Natürlich gab es alternative Optionen, man konnte immer noch Prototypen mittels CNC-Bearbeitung oder Spritzgießen herstellen. Doch gab es dabei Einschränkungen sowohl in Bezug auf die Wirtschaftlichkeit als auch auf das Design.

Eine weitere Möglichkeit war die Verwendung Polypropylen-ähnlicher duroplastischer Werkstoffe, die mit UV gehärtet werden. Doch haben diese nicht die gleichen Eigenschaften und aus solchen Materialien gefertigte Prototypen eignen sich zwar zum Testen von Designs, funktionieren jedoch nicht immer wie das Teil aus dem endgültigen Material.

Das ist alles andere als ideal. Es ist wie bei den Elvis-Imitatoren: Sie reichen einfach nicht an das Original ran.

Aber was dieses tolle Material betrifft, können Sie die Bremsen lösen, denn der 3D-Druck ist jetzt damit möglich.

Überlegen wir uns kurz, was das heißt.

Es bedeutet, dass sich Ihnen eine ganz neue Welt an komplexen Geometrien eröffnet.  Die Welt des technischen Designs mit Polyproplyen ist soeben um einiges größer geworden.

Besser noch: Sie können jetzt kostengünstiger und schneller als je zuvor mit diesem Material Prototypen herstellen und Ihr Design perfektionieren. Es gibt keine Kompromisse, und Sie können Ihr Design jetzt auf seine Funktionsfähigkeit in seinen tatsächlichen Betriebsbedingungen und seine Form hin prüfen.

Und vergessen Sie nicht, dass es nie so wichtig war, neue Konzepte und Designs schnell auf den Markt zu bringen wie heute. Demgegenüber steht immer die Angst, dass bei einem Produkt oder einem Bauteil nicht alles perfekt stimmt und es Reklamationen hagelt. Und heute, im Zeitalter von Social Media kann das Ihrer Marke großen Schaden zufügen.

Da es in diesem Wettrennen darauf ankommt, als erster auf dem Markt zu sein und Sie nicht als Nachzügler zurückbleiben wollen, müssen Sie sich fragen, wie Sie den Produktentwicklungszyklus um weitere Tage, Wochen oder sogar Monate verkürzen können?

Bei Polypropylen würde Sie der Produktentwicklungszyklus wahrscheinlich von einem 3D-gedruckten Prototypen zum Spritzguss führen.  Wie in einem früheren Video bereits besprochen, sollten Sie bei der Entwicklung Ihres Prototyps die Massenproduktion im Blick haben, weil Sie so auf lange Sicht Zeit sparen.

Unabhängig davon sollte Ihr Spritzgussanbieter in der Lage sein, Ihnen eine Machbarkeitsanalyse und bei Bedarf Vorschläge zur Verbesserung bestimmter Bereiche bereitzustellen.

Doch hier ein guter Tipp: Warum suchen Sie sich nicht einfach einen Anbieter, der Sie durch den gesamten Prozess führen kann – vom 3D-Druck und der Prüfung des Prototyps bis hin zum Spritzgießen. Solche Anbieter gibt es, und Sie werden über den gesamten Prozess hinweg von ihrem Wissen profitieren.

Möchten Sie noch eine Idee hören, wie Sie Zeit sparen können?  Warum halten Sie nicht Ausschau nach Bridge-Tooling in Aluminiumformen, um bereits mit der Produktion zu beginnen, während Sie noch auf Ihre endgültigen Stahlformen warten?

Plötzlich können Sie Teile oder Komponenten aus Polypropylen viel schneller entwerfen, testen und produzieren als jemals zuvor. Ihr Erfolg wird sich somit viel schneller einstellen.

Das ist ein klarer Vorteil bei der Massenfertigung, aber wie sieht es bei Maßarbeit oder spezielleren Teilen aus?

Spritzguss und CNC-Bearbeitung eignen sich zwar hervorragend für die Massenproduktion, haben jedoch auch ihre Grenzen.

Wenn Sie Ihrer Fantasie wirklich freien Lauf lassen wollen, können Sie mithilfe des 3D-Drucks jedes beliebige Design gestalten. Von natürlichen, organischen Formen bis hin zu besonders leichten Wabenstrukturen – Ihrem Ideenreichtum sind keine Grenzen gesetzt.

Kurzum, Polypropylen ist ein tolles Material mit zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten. Jetzt, da es sich auch für den 3D-Druck eignet, eröffnen sich Ihnen ganz neue Welten. Sie können Ihr Produkt schneller als je zuvor auf den Markt bringen und Komponenten oder Teile entwerfen, die vorher unmöglich waren. 

Ich wette, Sie können es kaum erwarten, wieder an Ihrem CAD-System zu sitzen!

Und damit verlasse ich Sie bis nächste Woche um die gleiche Uhrzeit. 


Bleiben Sie auf dem Laufenden

Melden Sie sich für unsere Updates zu allen Protolabs Insight-Videos an.
ZUR ANMELDUNG

Weitere Informationen