Die additive Fertigung ermöglicht mittlerweile eine Vielzahl von Anwendungen in verschiedenen Branchen. Von der Produktion von Prototypen über die Kleinserienfertigung bis hin zur Herstellung von funktionalen Endprodukten eröffnet der 3D-Druck neue Möglichkeiten. Um jedoch das volle Potenzial dieser Technologie auszuschöpfen und das Vertrauen der Anwender zu gewinnen, ist es unerlässlich, dass Sicherheitsstandards eingehalten werden.
Insbesondere in Branchen wie der Elektronik, dem Automobil- und Luftfahrtsektor ist der Schutz vor Brandgefahr von entscheidender Bedeutung. Die Verwendung von flammhemmenden Materialien, die die UL-94V0-Zertifizierung erfüllen, gewinnt daher zunehmend an Relevanz. In unserem neuesten Blogbeitrag erfahren Sie, wie Sie mit der SLA-, SLS- und FDM-Technologie hochwertige Bauteile herstellen können, die diesen strengen Sicherheitsstandards gerecht werden.
Die UL-94V0-Zertifizierung ist ein international anerkannter Standard für die Brandschutzprüfung von Materialien. Sie stellt sicher, dass ein Material im Falle eines Brandes selbstverlöschend ist und nur eine geringe Flammenausbreitung aufweist. Dies ist besonders wichtig in Branchen wie der Elektronik, in denen hochentzündliche Materialien verwendet werden, sowie in der Automobil- und Luftfahrtindustrie, wo die Sicherheit der Insassen oberste Priorität hat.
Die Zertifizierung gibt Herstellern, Entwicklern und Kunden die Gewissheit, dass die verwendeten Materialien den strengen Sicherheitsstandards entsprechen und ein hohes Mass an Brandschutz bieten. Durch die Verwendung von flammhemmenden Materialien mit dieser Zertifizierung können potenzielle Risiken minimiert und ein sichereres Umfeld geschaffen werden.
Interessante Beispiele für diese flammhemmenden Materialien sind PA2210-FR, ein Polyamid 12, und das spezielle Flame Retardant Resin von Formlabs.
PA2210-FR ist ein technischer Kunststoff auf Basis von Polyamid 12 (PA12) welcher sich durch eine hohe Zugfestigkeit von 41-46 MPa, eine hohe thermische Beständigkeit, Flammwidrigkeit, eine Schmelztemperatur von 185 °C und eine geringe Toxizität auszeichnet. Dieses Polyamid verfügt über ein halogenfreies, chemisches Flammschutzmittel, das ihm eine flammhemmende Wirkung verleiht. Im Brandfall bildet sich an der Oberfläche eine stark carbonisierende Schicht, die das darunter liegende Material isoliert und somit den Brandschutz gewährleistet. Darüber hinaus hat es eine hohe Chemikalienresistenz und höhere Steifigkeit als bei ungefülltem PA12.
Mit PA2210-FR steht ein leistungsstarkes Material für den 3D-Druck zur Verfügung, das den hohen Sicherheitsanforderungen und der Brandschutznorm UL94-V0 gerecht wird. Damit ist es für den Einsatz in Brandschutzbereichen aller Art geeignet, ebenso wie in der KFZ-Technik, der Luftfahrt (z.B. Lüftungskanäle), dem Bauwesen oder der Elektrotechnik und Elektronik.
Das Flame Retardant Resin von Formlabs besteht aus selbstverlöschenden und halogenfreien SLA-Material mit Zertifizierung nach UL 94 V-0. Es bietet neben flammhemmenden Eigenschaften auch eine ausgezeichnete Dimensionsstabilität und Oberflächenqualität, insbesondere für Anwendungen im Elektronikbereich, wo geringe Flammenausbreitung und niedriger Rauchgasausstoss von grosser Bedeutung sind. Das Harz weist eine Zugfestigkeit von 46 MPa, eine Biegefestigkeit von 41 MPa und eine Härte von 87 Shore D auf. Es kann Temperaturen von bis zu 180 °C standhalten und weist eine geringe lineare Schrumpfung von weniger als 0,3 % auf. Es bietet eine Vielzahl von Vorteilen, darunter seine hitzebeständige und kriechfeste Natur sowie die Fähigkeit, starr und funktional zu sein. Es kann zudem hohen Belastungen standhalten und eignet sich daher hervorragend für den Einsatz in rauen Umgebungen.
Durch den Einsatz fortschrittlicher 3D-Drucktechnologien wie dem selektiven Lasersintern (SLS), dem Fused Deposition Modeling (FDM) und dem Stereolithographie-Verfahren (SLA) eröffnen sich neue Möglichkeiten für die Anwendung flammhemmender Materialien und die Herstellung sicherheitsrelevanter Bauteile.
Beim selektiven Lasersintern wird ein pulverförmiges Material, wie zum Beispiel Polyamid, schichtweise mit einem Laserstrahl verschmolzen. Diese Technik ermöglicht die Verwendung von flammhemmenden Materialien, da das Pulver während des Druckprozesses erhitzt und fusioniert wird. Dadurch entstehen robuste und funktionsfähige Bauteile mit flammhemmenden Eigenschaften.
Beim Fused Deposition Modeling wird ein thermoplastisches Filament durch eine erhitzte Düse extrudiert und Schicht für Schicht aufgetragen, um das gewünschte Bauteil zu formen. Es gibt mittlerweile flammhemmende Filamente für den Einsatz in FDM-Druckern, die eine gute Festigkeit und Flammhemmung aufweisen. Mit dieser Technik können komplexe Bauteile hergestellt werden, die den Anforderungen an Brandschutzstandards entsprechen.
Bei der Stereolithographie wird ein flüssiges Harz schichtweise mit Hilfe eines UV-Lasers ausgehärtet. Es gibt spezielle flammhemmende Harze, die für den Einsatz in SLA-Druckern entwickelt wurden. Diese Materialien bieten eine hohe Detailgenauigkeit, Oberflächenqualität und Flammhemmung. SLA-Drucker ermöglichen die Herstellung von präzisen und funktionalen Bauteilen mit flammhemmenden Eigenschaften.
Durch den Einsatz dieser fortschrittlichen 3D-Drucktechnologien eröffnen sich neue Möglichkeiten für die Herstellung von Bauteilen mit flammhemmenden Materialien. Von funktionalen Prototypen bis hin zu sicherheitsrelevanten Bauteilen können diese Techniken die Produktion effizienter, flexibler und kostengünstiger gestalten, ohne dabei Kompromisse bei den erforderlichen Brandschutzstandards einzugehen.
Automobilindustrie:
Luft- und Raumfahrt:
Elektronikindustrie:
Medizintechnik:
Fertigung:
Die kontinuierliche Weiterentwicklung von 3D-Druckverfahren und flammhemmenden Materialien eröffnet zukünftig noch mehr Möglichkeiten. Neue Materialformulierungen und verbesserte Drucktechnologien könnten dazu führen, dass Bauteile mit noch höheren Brandschutzeigenschaften und einer breiteren Palette von Anwendungsbereichen hergestellt werden können.
Der Einsatz flammhemmender Materialien im 3D-Druck hat das Potenzial, die Art und Weise, wie wir sicherheitsrelevante Bauteile herstellen, zu revolutionieren. Es ermöglicht eine individuelle und massgeschneiderte Produktion von Bauteilen, die den höchsten Sicherheitsstandards entsprechen. Mit zunehmender Akzeptanz und Weiterentwicklung dieser Technologien wird der 3D-Druck mit flammhemmenden Materialien sicherlich eine immer wichtigere Rolle in verschiedenen Industriezweigen spielen und dazu beitragen, die Sicherheit und Effizienz der Produkte zu verbessern.
Lesen Sie mehr zu den
am häufigsten gebrauchten Werkstoffe,
und wie man das geeignete Material findet:
Die additive Fertigung bietet auch im Bereich
von Metallen eine wirtschaftliche Ergänzung
zu den herkömmlichen Methoden.
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