3D-gedruckte Polymer-Bauteile halten zukünftig weit höhere Temperaturen aus, etwa im Motorraum eines Autos. Drohen sich marktübliche SLS-Druckmaterialien bei über 80 Grad Celsius zu verformen, übersteht das neue pulverförmige Material „iglidur i230“ von Igus eine langzeitige Anwendungstemperatur von 110 Grad Celsius. Zudem ist der Werkstoff PTFE-frei sowie rund 80 Prozent verschleißfester als der Klassiker PA12. Besonders bei Kleinserien und Prototypen gehen immer mehr Konstrukteure dazu über, Bauteile kostengünstig und schnell mit dem 3D-Drucker herstellen zu lassen.
Häufig wird das selektive Lasersintern (SLS) genutzt, ein additives Verfahren, bei dem ein Drucker Kunststoffpulver schichtweise zu Bauteilen verschmilzt, etwa zu einem Gleitlager. Problematisch ist, dass Komponenten aus marktüblichen SLS-Druckmaterialien wie PA12 in der Regel nur in Anwendungen mit Temperaturen von höchstens 80 Grad Celsius zum Einsatz kommen. Jenseits dieser Grenze wird das 3D-Druckmaterial weich und verliert seine Formstabilität. Das ist ein K.O.-Kriterium für viele Einsatzgebiete, etwa für Lagerstellen im Motorraum eines Autos, industrielle Anlagen oder viele Klimaanlagen und Kühlsysteme.
„Da in letzter Zeit die Nachfrage nach 3D-gedruckten Gleitlagern für solche Anwendungen mit hohen Umgebungstemperaturen immer größer wurde, haben wir ein neues SLS-Druckmaterial namens ,iglidur i230‘ entwickelt“, sagt Paul Gomer, Materialentwickler im 3D-Druck bei Igus. Tests in zertifizierten externen Labors nach DIN EN ISO 75 HDT-A und HDT-B hätten die Wärmeformbeständigkeit bewiesen. Demnach eignet sich das pulverförmige Druckmaterial für langzeitige Anwendungstemperaturen von bis zu 110 Grad Celsius. Es übersteht kurzfristig sogar Extremtemperaturen von bis zu 170 Grad Celsius, ohne sich zu verformen. Das Material ist auch elektrostatisch ableitend. So schützt es Maschinen und Anlagen vor elektrostatischen Entladungen, die schlimmstenfalls Brände und Explosionen verursachen können. „iglidur i230“ ist zudem, wie bereits viele andere Werkstoffe von Igus, frei von PTFE.
Das Polymer ist nicht nur temperaturbeständig, sondern auch beständig in der Bewegung. Tests im hauseigenen Labor haben gezeigt, dass das Druckmaterial rund 80 Prozent verschleißfester ist als PA12. „3D-gedruckte Gleitlager aus ,iglidur i230‘ haben somit eine wesentlich längere Lebensdauer, erhöhen die Wirtschaftlichkeit von Maschinen, Anlagen und Fahrzeugen und reduzieren den Wartungsbedarf“, so Gomer. Gleichzeitig habe das Material im Vergleich zu PA12 bei Raumtemperatur eine rund 50 Prozent höhere mechanische Festigkeit. Darüber hinaus überstand das Material in Biegetests einen Druck von 94 MPa. „Somit wird es beispielsweise möglich, bei Gleitlagern mit geringerer Wandstärke dieselbe Bauteilfestigkeit zu erreichen und in kompakten Bauräumen Platz und Gewicht zu sparen“, betont Gomer. Nicht zuletzt können Anwender der 3D-gedruckten Gleitlager aus „iglidur i230“ auf zeitintensive Nachschmierarbeiten verzichten. In das SLS-Druckmaterial sind Festschmierstoffe für einen reibungsarmen Trockenlauf integriert.
