Selektives Laserstrahlschmelzen von Polyamid 12 - Einfluss von Fließhilfsmitteln auf Verarbeitbarkeit und Bauteileigenschaften

Beim Selektiven Laserstrahlschmelzen von Kunststoffen vermindern hohe Prozesstemperaturen in Verbindung mit langen Verarbeitungszeiten und mechanischen Spannungen beim Pulverauftrag die Fließfähigkeit des nicht aufgeschmolzenen, als Stützstruktur dienenden Polyamid 12-Werkstoff. Dieser Rückgang kann durch Auffrischen mit Neupulver oder die Zugabe von Fließhilfsmitteln kompensiert werden.In der vorliegenden Studie wird der Einfluss hydrophober pyrogener Kieselsäure als fließverbesserndes Additiv auf die Eigenschaften eingesetzter Pulver, deren Verarbeitbarkeit und resultierende Bauteileigenschaften untersucht. Eine geeignete Additivkonzentration zur Auffrischung wird durch die thermischen und schüttguttechnologischen Eigenschaften der verwendeten Pulver definiert. Die isotherme Kristallisationskinetik des Polymermaterials wird bei prozessnahen Temperaturen untersucht und dessen Schüttguteigenschaften werden durch Messung der Schüttdichte und des inneren Reibungswinkels der Pulver unter stationären Scherbedingungen in einem angepassten Rheometeraufbau bestimmt. Des Weiteren werden Dichte, Porosität und mechanische Eigenschaften von Bauteilen, die aus neuem, gebrauchtem und aufgefrischtem Pulver hergestellt wurden, charakterisiert.Eine Erhöhung der Schüttdichte, der Pulver-Fließfähigkeit und der isothermen Kristallisationsgeschwindigkeit kann innerhalb der untersuchten Additivkonzentrationen nachgewiesen werden. Durch die Verwendung von aufgefrischtem Pulver steigt die Bauteildichte, wohingegen die Maßhaltigkeit abnimmt. Basierend auf den Ergebnissen dieser Studie können Auffrischraten durch den Einsatz von fließverbessernden Additiven reduziert werden.