19.03.2018 - Technische Universität Wien

Hochleistungs-Kunststoff aus dem 3D-Drucker

Start-up entwickelt neue 3D-Druck-Technik für neuartige Harze

Die TU Wien und das Wiener Unternehmen Cubicure, ein Spin-Off der TU Wien, entwickelten eine 3D-Druck-Technik, die ausgezeichnete Materialeigenschaften mit hoher Präzision und Oberflächenqualität verbindet.

Der 3D-Druck soll eine der großen Zukunftstechnologien werden – doch alle bisher verfügbaren 3D-Druck-Technologien haben gewisse Nachteile. Manche Druckverfahren führen zu unsauberen, rauen Oberflächen, bei anderen lassen die Materialeigenschaften der Produkte zu wünschen übrig. Das Start-up-Unternehmen Cubicure hat sich darauf spezialisiert, optimierte Harze herzustellen, mit denen sich diese Probleme lösen lassen. Die von Cubicure entwickelte „Hot Lithography“ verbindet die Vorteile bisher verwendeter Verfahren miteinander.

Optimale Form und optimale Materialeigenschaften

„Bei der Herstellung von Prototypen oder Gebrauchsmustern spielt der 3D-Druck bereits eine zentrale Rolle“, sagt Dr. Robert Gmeiner, Geschäftsführer von Cubicure. „Aber auch für alle industriellen Produkte, die in geringer Stückzahl produziert werden oder auf die individuellen Bedürfnisse des einzelnen Kunden abgestimmt werden müssen – wie zum Beispiel Bauteile im medizinischen Bereich –, bietet der hochwertige 3D-Druck tolle Möglichkeiten.“

Allerdings war es bisher schwierig, alle technischen Anforderungen der Industrie gleichzeitig zu erfüllen: Einerseits möchte man Bauteile mit hoher geometrischer Präzision und guter Oberflächenqualität haben, wie sie etwa auch in gewöhnlichen Spritzgussverfahren hergestellt werden. Das gelingt im 3D-Druck mit sogenannten Stereolithographieverfahren recht gut, bei denen flüssiges Harz mit Hilfe von Licht an den gewünschten Stellen gezielt ausgehärtet wird, bis ein vollständiges 3D-Objekt entsteht. „Doch bei diesen Stereolithographieverfahren hat man oft das Problem, dass die traditionell dafür eingesetzten Materialien recht spröde sind, eine eher schlechte Schlagzähigkeit aufweisen und bei hohen Temperaturen ihre Form nicht gut halten“, erklärt Prof. Jürgen Stampfl vom Institut für Werkstoffwissenschaften und Werkstofftechnologie.

An der TU Wien beschäftigt man sich schon seit vielen Jahren mit der Entwicklung von 3D-Druckverfahren und mit der Frage, welche Materialmischungen optimal für unterschiedliche 3D-Druck-Anwendungen geeignet sind. Aus dieser Forschungsarbeit ging schließlich das Spin-Off Cubicure hervor, das nun für neuartige Harze eine neue 3D-Druck-Technik entwickelt hat.

Auch bei hoher Temperatur

Der Druckprozess von Cubicure findet bei bis zu 120°C statt – und wird Hot Lithography genannt. So werden hochviskose Spezialharze gut verarbeitbar. Die Bereiche des Harzes, die ausgehärtet werden sollen, werden mit einem speziellen Laser beleuchtet. Dadurch wird eine chemische Reaktion ausgelöst, die das Harz an genau den richtigen Stellen aushärten lässt.

Nach dem Abkühlen weisen die ausgehärteten Harze dann ausgezeichnete Materialeigenschaften auf: Sie sind fest und hitzebeständig bis zu 75°C, und sie können Stöße unbeschadet absorbieren. Das Material kann hochpräzise verarbeitet werden – mit einer Auflösung von bis zu 10 µm, das ist etwa 1/6 der Dicke eines menschlichen Haares. Die Oberflächen weisen eine sehr gute Qualität auf, ähnlich wie bei Spritzgussverfahren.

„Unsere Technologie bietet für viele Anwendungsbereiche große Vorteile“, sagt Dr. Markus Pfaffinger, zuständig für Business Development bei Cubicure. „Wir sehen große Chancen in Automobilbau, Luft- und Raumfahrt, Elektro- und Elektronikindustrie, aber auch in Maschinenbau, Feinwerktechnik und der gesamten Zulieferbranche.“ Cubicure bietet anwendungsspezifische Entwicklungsleistungen an. „Je nach Einsatzgebiet sind leicht unterschiedliche Harzmischungen optimal, wir arbeiten gerne mit unseren Kunden zusammen, um gemeinsam den besten Mix an Materialeigenschaften für ihre Anwendung auszuwählen.“ Neben hochviskosen Spezialharzen liefert Cubicure auch 3D-Drucker, welche auf Hot Lithography basieren und die neuen Materialien von Cubicure hochpräzise verarbeiten können.

Der neue 3D-Drucker Caligma 200 von Cubicure und einige damit hergestellte Produkte für den kommerziellen Einsatz werden nun zum ersten Mal auf der Hannover Messe der Industrie präsentiert.

Fakten, Hintergründe, Dossiers
  • 3D-Drucktechnik
  • Harze
  • Spezialharze
  • Druckverfahren
  • chemische Reaktionen
Mehr über TU Wien
  • News

    Wärmeleitungs-Rekord mit Tantalnitrid

    Für Computerchips braucht man Materialien, die Hitze möglichst rasch ableiten. An der TU Wien wurde nun eine Metallverbindung identifiziert, die dafür besonders gut geeignet ist. Eine Thermosflasche hat die Aufgabe, die Temperatur möglichst gut zu konservieren – aber manchmal möchte man das ... mehr

    Moiré-Effekt: Wie man Materialeigenschaften verdrehen kann

    Die Entdeckung des Materials Graphen, das nur aus einer einzigen Lage von Kohlenstoffatomen besteht, war der Startschuss für ein weltweites Forschungswettrennen: Aus unterschiedlichen Atomsorten stellt man heute sogenannte „2D-Materialien“ her – atomar dünne Schichten, die oft ganz besonder ... mehr

    Wie werden gute Metalle schlecht?

    Unter einem Metall kann sich jeder etwas vorstellen: Wir denken an feste, unzerbrechliche Objekte, die elektrischen Strom leiten und einen typischen metallischen Glanz zeigen. Das Verhalten klassischer Metalle, etwa ihre elektrische Leitfähigkeit, lässt sich mit wohlbekannten, gut erprobten ... mehr

  • Videos

    Epoxy Resin

    A flash of ultraviolet light sets off a chain reaction which hardens the whole object. mehr

    Noreia

    Zeitraffervideo, das die Installation der Beschichtungsmaschine Noreia an der TU Wien zeigt. mehr

    Shaping Drops: Control over Stiction and Wetting

    Some surfaces are wetted by water, others are water-repellent. TU Wien (Vienna), KU Leuven and the University of Zürich have discovered a robust surface whose adhesive and wetting properties can be switched using electricity. This remarkable result is featured on the cover of Nature magazin ... mehr

  • q&more Artikel

    Das Herz in der Petrischale

    Regenerative Medizin stellt eine der großen Zukunftshoffnungen und Entwicklungsperspektiven in der medizinischen Forschung des 21. Jahrhunderts dar. Revolu­tionäre Resultate konnten bereits durch gentechnische Eingriffe erzielt werden, ­wobei allerdings ethische und regulatorische Aspekte e ... mehr

  • Autoren

    Dr. Kurt Brunner

    Kurt Brunner, geb. 1973, studierte Technische Chemie an der TU Wien, wo er 2003 am Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften promovierte. Während seiner Dissertation arbeitete er im Bereich der Molekularbiologie der Pilze mit Forschungsaufenthalten an de ... mehr

    Prof. Dr. Marko D. Mihovilovic

    Marko D. Mihovilovic, Jg. 1970, studierte von 1988–1993 technische Chemie an der TU Wien und promovierte dort 1996 im Bereich Organische Synthesechemie. Anschließend war er für Postdoc-Aufenthalte als Erwin-Schrödinger-Stipendiat an der University of New Brunswick, Kanada sowie an der Unive ... mehr

Mehr über Cubicure
  • News

    Zwei TU Wien-Spin-offs unter den Top-Jungunternehmen Österreichs

    Das Wirtschaftsmagazin „Gewinn“ prämierte die besten 100 Jungunternehmen Österreichs. Unter den Top 10 sind Cubicure und Upnano, zwei Spin-offs der TU Wien. Noch vor einigen Jahren waren 3D-Drucker etwas Exotisches, Kurioses. Heute sind sie wichtige Werkzeuge, die in vielen Bereichen der In ... mehr

    Evonik und Wiener Start-up Cubicure kooperieren im Bereich des 3D-Drucks

    Evonik und Cubicure, ein Spin-Off der Technischen Universität Wien, sind eine Kooperation zur Entwicklung von neuartigen, lichthärtenden Harzsystemen eingegangen. Die Partnerschaft mit dem Start-up liegt auf Seiten des Spezialchemiekonzerns in den Händen der Creavis, der strategischen Innov ... mehr

  • Firmen

    Cubicure GmbH

    Die Cubicure GmbH wurde im März 2015 als Spin-Off der Technischen Universität Wien von Prof. Dr. Jürgen Stampfl (Inst. für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie) und Dr. Robert Gmeiner gegründet. Die Firma ist in der additiven Fertigung von Hochleistungspolymeren tätig. Dabei greif ... mehr