Jabil stellt erstes PLA für den Pulverbett-3D-Druck vor

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Als wir Luke Rodgers, Senior Director of R&D bei Jabil (NYSE: JBL), das letzte Mal trafen, war der Anbieter von Fertigungslösungen gerade dabei, ein neues Material für die Pulverbettfusion (PBF) auf den Markt zu bringen, das aus abgeschiedenem Kohlenmonoxid gewonnen wurde. Auf der RAPID + TCT 2023 war der Materialwissenschaftler mit einem neuen kohlenstoffbindenden Polymer für PBF zurück – dieses Mal PLA.

Als wir auf der Messe mit Rodgers sprachen, erfuhren wir, wie dieses Polymer, das in der Materialextrusion allgegenwärtig ist, der Welt von PBF neue Vorteile bringt. Jabils PLA 3110P wurde in Zusammenarbeit mit NatureWorks, dem weltweit größten Hersteller von PLA, entwickelt und kombiniert die Bedruckbarkeit dieses typischerweise auf Maisstärke basierenden Kunststoffs mit dem hohen Durchsatz und der Komplexität, die PBF ermöglicht. Da Jabil vertikal integriert ist, bietet das Unternehmen alles von der Compoundierung bis zum kryogenen Mahlen, sodass Partner wie NatureWorks auf alle diese Fähigkeiten von einem einzigen Lieferanten zugreifen können.

Jabil PLA 3110P, basierend auf dem Ingeo™ PLA-basierten Pulver von NatureWorks, bietet im Vergleich zu PA 12 einen um 89 % geringeren CO2-Fußabdruck, wenn es in Pulverbett-Fusionstechnologien verwendet wird. Bild mit freundlicher Genehmigung von Jabil.

„Wir haben eine Reihe von Programmen zur Heimkompostierung innerhalb des Unternehmens, die wir prüfen. Und insgesamt ist Nachhaltigkeit ein großer Schwerpunkt bei Jabil“, sagte Rodgers. „Wir haben einfach viele Gespräche mit NatureWorks geführt, und daraus ist eine natürliche Zusammenarbeit entstanden. Wir verfügen über alle Technologien und das gesamte Know-how zur Herstellung von PBF-Materialien, und sie verfügen über das gesamte Fachwissen für die Herstellung eines guten PLA-Harzsystems.“

Derzeit hat Jabil mehrere Anwendungen für das Material im Sinn, darunter Vakuum- und Thermoformen, Gießen und als nachhaltigerer Ersatz für Polymere auf der Basis fossiler Brennstoffe. Beim Thermoformen, bei dem ein Material erhitzt und um eine Form herum geformt wird, verfügt das Material über die ideale Druckfestigkeit und Temperaturbeständigkeit für die Bearbeitung von Materialien wie Polycarbonat, PETG und Polypropylen.

Dieses bei RAPID + TCT aufgenommene Bild zeigt einen thermogeformten Dental-Aligner mit 3D-gedruckter PLA-Form neben einem Lehrmodell, das ebenfalls aus Jabils neuem Material hergestellt wurde.

Beim Metallguss kann das PLA schmelzen, ohne sich auszudehnen oder nur sehr geringe Rückstände zu hinterlassen. Beim Bedrucken mit PBF erhält es zudem die für den Guss erforderliche Oberflächenbeschaffenheit. Es gab zahlreiche Geschichten, in denen Desktop-3D-Drucker PLA-Modelle in 3D druckten, sie in eine Keramikform einwickelten und die Modelle mit geschmolzenem Metall ausbrannten. Im Gegensatz zu Desktop-Materialextrusionsmaschinen weist PBF keine offensichtlichen Schichtlinien auf, was zu glatteren Metallkomponenten führt.

Vielleicht noch wichtiger ist, dass PLA 3110P laut NatureWorks auch viel nachhaltiger ist und einen um 89 Prozent geringeren CO2-Fußabdruck als PA 12 aufweist. Gleichzeitig ist es vergleichsweise kostengünstig. Dies bedeutet, dass Anwendern beim Thermoformen, Gießen oder sogar Drucken von Modellen, Prototypen, Vorrichtungen und Vorrichtungen nun eine erneuerbare Alternative zu Petrochemikalien zur Verfügung steht. Wenn Unternehmen ihre Emissionen reduzieren möchten, können sie ihre alten Materialien durch PLA ersetzen.

„Die gesamte Branche setzt immer mehr auf Nachhaltigkeit. Wir leisten unseren Beitrag, indem wir in Technologien investieren, die Nachhaltigkeit als Option für unsere Kunden einführen. Dieses PLA-Produkt ist für viele der Thermoformanwendungen absolut geeignet. Wenn sie „Wenn wir heute gerade Thermoformen durchführen, hoffe ich, dass sie eine nachhaltige Lösung in Betracht ziehen“, sagte Rodgers.

Zusätzlich zum neuen PLA kündigte Jabil auch eine Zusammenarbeit mit Nexa3D an, bei der sein PK5000-Material, das oben erwähnte Polyketon (PK), das aus gebundenem Kohlenmonoxid gewonnen wird, für die SLS-Drucker QLS 236 und QLS 820 von Nexa3D verfügbar gemacht wird.

Im Rahmen dieser Zusammenarbeit war Jabil auch an der Entwicklung eines Materials beteiligt, das vor elektrostatischer Entladung (ESD) schützt. Das mit Mechnano entwickelte Pulver kombiniert Jabils Polyketon (PK) mit Mechnanos Kohlenstoffnanoröhren für den Einsatz im PBF-3D-Druck. Dies ermöglicht Teile, die Funktionstests standhalten und in Bereichen eingesetzt werden können, in denen ESD ein Problem darstellt, beispielsweise in der Elektronikfertigung.

„Mechnano mag das Polyketonprodukt wegen seiner hohen Bruchdehnung und hohen Wiederholgenauigkeit sehr“, sagte Rodgers. „Es gibt viele andere Unternehmen, die Polymere einfach zu Pulvern verarbeiten und sie dann PBF-Produkte nennen. Und das ist kein Produkt. Wir stellen sicher, dass unsere Pulver in PBF verarbeitet werden können. Sie stellen mechanisch und maßlich gute Teile her.“

Der Gastank für den Fadenschneider ist aus Jabils PK 5000 gedruckt, einem umweltfreundlichen Zusatzmaterial auf Pulverbasis, das im Vergleich zu Allzweck-Nylonmaterialien wie PA 12 eine verbesserte Festigkeit, chemische Beständigkeit und Widerstandsfähigkeit bietet. Bild mit freundlicher Genehmigung von Jabil.

Der Anbieter von Fertigungslösungen plant, die Entwicklung nachhaltigerer Polymere fortzusetzen. Jesse Sumstad, Senior Product Manager bei Jabil, hat es in unserem Interview so ausgedrückt:

„Unsere Kunden wissen, dass sie bei der derzeitigen Marktlage nicht alles in einer nachhaltigen Alternative haben werden, aber jedes bisschen hilft. Es kann sein, dass ein Produkt diesen kleinen Bedarf erfüllt und 10 % CO2 einspart.“ Emissionen hier, oder sie wenden sich an unsere PK und sparen dort Kohlenstoffemissionen. Ich glaube nicht, dass irgendjemand realistisch ist, wenn er glaubt, dass alles zu 100 Prozent nachhaltig sein kann, aber jeder möchte hier und ein bisschen grüner werden dort grüner.“

Rodgers stimmte dem zu und fügte hinzu: „Jeder muss seine Reise einfach beginnen. Man kommt nie irgendwo an, wenn man nicht anfängt, also sind es die kleinen Schritte, die es dem Ökosystem ermöglichen, sich zu entwickeln und zu etwas zu reifen, das wirklich nachhaltig ist.“

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