3D-Test-Bench

Zur Prognose des mechanischen Verhaltens 3D-gedruckter Bauteile können nur bedingt Material-Kennwerte aus Datenblättern genutzt werden, da das Bauteilverhalten in starkem Maße von den jeweils gewählten Druckparametern abhängt. Die experimentelle Charakterisierung soll mit einem Tischbiegeprüfstand durchgeführt werden, der die Kennwertbestimmung 3D-gedruckter Prüflinge ermöglicht – ohne die Anschaffung einer kostenintensiven Werkstoffprüfmaschine. Im Projekt wurde der Tischbiegeprüfstand entwickelt, gefertigt und im Rahmen einer Machbarkeitsstudie untersucht, inwiefern mit dem Prüfstandsprinzip eine zu einer professionellen Werkstoffprüfmaschine vergleichbare Ergebnisqualität erzielt werden kann. Dazu wurden 30 Serien von jeweils fünf 3D-gedruckten Prüflingen hergestellt und mit Tischbiegeprüfstand und einer Werkstoffprüfmaschine (Referenz) die Biegemodule bestimmt. Die Abweichung lagen im geringen einstelligen Prozentbereich. Es konnte gezeigt werden, dass der Einfluss von Material und Druckparametern auf den resultierenden Biegemodul mit dem Tischbiegeprüfstand zufriedenstellend erfasst werden. Die Messabweichung zwischen Tischbiegeprüfstand und Referenz fällt deutlich geringer aus, als der Einfluss von Material und Fertigungsparametern. Somit reichen Untersuchungen mit dem Tischbiegeprüfstand aus, um optimale Fertigungsparameter für mechanisch belastete 3D-Druck-Teile aufzufinden. In zukünftigen Arbeiten sollen mit dem Tischbiegeprüfstand FEM-Simulationen kalibriert werden.