Forscher untersuchen die Verwendung von recycelbarem thermoplastischem Polyurethan (TPU) im 3D-Druck. TPU soll dabei die bisher in Gitterstrukturen eingesetzten Harzmaterialien ersetzen. Der Lehrstuhl für Konstruktionslehre und CAD der Universität Bayreuth ist an dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Verbundprojekt DynLatt beteiligt, das in Zusammenarbeit mit mittelständischen Unternehmen durchgeführt wird.

Durch die Industrialisierung der additiven Fertigung kommen zunehmend Produkte wie Rucksackteile oder Helme auf den Markt, die die konstruktiven Freiheitsgrade des 3D-Drucks nutzen. Der 3D-Druck bietet Produzenten durch die schichtweise Herstellung besondere Gestaltungsmöglichkeiten. Dadurch können Alleinstellungsmerkmale wie verbesserte Dämpfungseigenschaften realisiert werden. Für diese Zwecke werden vermehrt dreidimensionale Gitterstrukturen (engl. lattice) verwendet. Hauptziel des Verbundprojekts DynLatt ist ein nachhaltiger Umgang mit Materialien in der additiven Fertigung durch die Verwendung von recycelbarem thermoplastischem Polyurethan (TPU) anstelle der üblicherweise verwendeten Harzmaterialien für die Serienproduktion von Bauteilen mit hochelastischen Gitterstrukturen. Das Forschungsprojekt wird über die Fördermaßnahme „KMU-innovativ“ des BMBF mit insgesamt etwa 1,9 Millionen Euro über 36 Monate gefördert; davon gehen rund 424.000 Euro an die Universität Bayreuth.

„TPU ist ideal für Anwendungen, die wiederholte Biegung oder Kompression erfordern, beispielsweise in den Bereichen Automobil, Transport oder Medizin. Mit dem 3D-Druck erhält TPU neue, spannende Gestaltungsmöglichkeiten über traditionelle Fertigungsprozesse hinaus“, sagt Prof. Dr.-Ing. Stephan Tremmel, Dekan der Fakultät für Ingenieurwissenschaften an der Universität Bayreuth und Projektleiter für DynLatt am Lehrstuhl für Konstruktionslehre und CAD.

Das Team des Lehrstuhls für Konstruktionslehre und CAD widmet sich im Verbundprojekt der Weiterentwicklung von Simulations- und Optimierungsstrategien für Gitterstrukturen. Zudem werden effiziente Modelle erforscht und erprobt, die eine Abschätzung bzw. Prognose des dynamischen Verhaltens und der Lebensdauer der Gitterstrukturen ermöglichen. Weitere an DynLatt beteiligte Partner sind AM POLYMERS GmbH, SQlab GmbH, rpm – rapid product manufacturing GmbH sowie SKZ – KFE gGmbH. Gemeinsam mit diesen Partnern entwickelt der Lehrstuhl für Konstruktionslehre und CAD ein innovatives, recycelbares Produkt durch die additive Fertigung mit TPU. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen anschließend auf weitere Anwendungsbeispiele, unter anderem bei den assoziierten Partnern AM Solutions GmbH, LuxYours GmbH und Jack Wolfskin GmbH, übertragen werden.