SKZ: Ableitfähige Imprägnierung für additiv gefertigte Kunststoffbauteile
Das Kunststoff-Zentrum SKZ und Diamant Polymer entwickeln im Forschungsprojekt „Ableitfähiges Imprägniermittel (AblImp)“ eine neuartige Imprägnierung für additiv gefertigte Kunststoffbauteile. Mit der funktionalen Beschichtung soll eine dauerhaft elektrostatisch ableitfähige Oberfläche erzeugt werden.
Im Rahmen des Forschungsprojekts „Ableitfähiges Imprägniermittel (AblImp)“ entwickeln das SKZ und die Diamant Polymer GmbH eine neuartige Imprägnierung für additiv gefertigte Kunststoffbauteile. Die funktionale Beschichtung wird im Post-Processing aufgetragen und soll eine dauerhaft elektrostatisch ableitfähige Oberfläche erzeugen. Dadurch sollen die ESD-Eigenschaften auch bei starker mechanischer Beanspruchung der Bauteile langfristig erhalten bleiben. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Entwicklung geeigneter Imprägnierformulierungen und eines stabilen sowie reproduzierbaren Imprägnierprozesses. Dabei untersuchen die Projektpartner gezielt das Zusammenspiel von Werkstoff, Bauteilstruktur und Verarbeitungsparametern. In der aktuellen Projektphase wurden bereits Musterbauteile mit gezielt variierbarer Porosität hergestellt. Diese ermöglichen eine systematische Analyse der Aufnahmefähigkeit des Imprägniermittels in der Bauteilstruktur sowie dessen Einfluss auf die elektrische Ableitfähigkeit.
Kombination Additive Fertigung und funktionale Imprägnierung
Parallel zur Materialentwicklung wird die Prozesskette des Selektiven Lasersinterns (SLS) untersucht und optimiert. Neben der Anpassung von Konstruktionsrichtlinien umfasst dies die Bewertung relevanter Prozessparameter sowie geeigneter Nachbehandlungsstrategien. Derzeit konzentrieren sich die Arbeiten auf die Werkstoffe Polyamid 12 (PA12) und thermoplastisches Polyurethan (TPU). Das Verfahren soll perspektivisch auch auf weitere Polymerwerkstoffe der additiven Fertigung übertragbar sein. „Die Kombination aus Additiver Fertigung und funktionaler Imprägnierung eröffnet neue Möglichkeiten für Bauteile, bei denen komplexe Geometrien und zuverlässige ESD-Eigenschaften gleichermaßen gefordert sind“, erläutert Eugen Schleiger, Projektleiter am Kunststoff-Zentrum SKZ.
Potenzial für ESD-kritische Anwendungen
Die entwickelte Technologie richtet sich insbesondere an Anwendungen, bei denen elektrostatische Entladungen vermieden werden müssen und gleichzeitig komplexe Geometrien erforderlich sind. Dazu zählen beispielsweise Sauggreifer für das Handling von Batteriekomponenten in automatisierten Fertigungslinien. Darüber hinaus eröffnet die Technologie Perspektiven für weitere industrielle Anwendungen mit erhöhten Anforderungen an den Explosionsschutz und die elektrische Sicherheit. Während die Diamant Polymer GmbH ihre langjährige Erfahrung in der Entwicklung von Imprägnierungen und Infiltraten für technische Anwendungen einbringt, steuert das SKZ seine Expertise in den Bereichen Additive Fertigung, Materialentwicklung und Oberflächentechnik bei. Gemeinsam verfolgen die Partner das Ziel, die Einsatzmöglichkeiten additiv gefertigter Kunststoffbauteile für ESD-kritische Anwendungen deutlich zu erweitern. Das Projekt „Ableitfähiges Imprägniermittel (AblImp)“ wird vom 1.1.2026 bis 31.12.2027 durch das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) gefördert.
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