Die additive Fertigung (additive manufacturing AM) ermöglicht es dem Anwender, auf einfachste Weise Bauteile basierend auf Computermodellen zu erzeugen. Insbesondere in Einsatzbereichen, in denen Individualisierung oder hochkomplexe Geometrien von großer Bedeutung sind, hat sich der 3D-Druck als Fertigungsverfahren etabliert. Die Fused Filament Fabricaton (FFF) dabei eines der am weitesten verbreiteten AM-Verfahren für thermoplastische Polymere.
Beim FFF-Verfahren wird während der Druckprozesses der verwendete Kunststoff sukzessive aufgeschmolzen und anschließend Linie um Linie, sowie Schicht um Schicht auf der Bauplattform abgelegt, bis das komplette Bauteil gedruckt wurde. Die molekulare Verbindung der Schichten und Linien (Layerhaftung) ist dabei in hohem Maße von den Prozessbedingungen abhängig und kann verminderte mechanischen Eigenschaften aufgrund frühzeitiger Delamination bewirken.
Das Ziel dieses Projektes ist die Bestimmung der Verbindungsstärke von FFF-gedruckten Bauteilen unter definierten Prozessparametern. In diesem Rahmen wird eine Messvorrichtung zur Bestimmung der Layerhaftung entwickelt, die kameragestützt das kontinuierliche Aufreißen der Verbindung / den Delaminationsprozess an einem Prüfkörper erfassen kann. Der Einfluss unterschiedlicher Prozessparameter, wie der Drucktemperatur, -geschwindigkeit, Schichthöhe usw. kann somit quantitativ für diverse Polymerwerkstoffe erfasst werden. Basierend darauf wird die Möglichkeit geschaffen, ideale Druckparameter zu finden und das mechanische Verhalten von Bauteilen vorherzusagen.
