Glän­zen­de Ge­schäf­te mit we­ni­ger Glanz­grad

Die stetige Weiterentwicklung des Mattierungsmittels für den 3D-Druck zeichnet sich gegenüber dem Vorgänger durch erheblich verbesserte Mattierungseffekte sowie eine deutlich höhere Druckqualität aus. Das Unternehmen GRAFE, mit Firmenhauptsitz in Blankenhain, hat das Produkt umfangreich mit dem Material PETG getestet. „Die Versuchsphase ist abgeschlossen, erste Bemusterungen laufen, jetzt beginnt die Kommerzialisierung“, sagte Lars Schulze, Head of Color Development and Material Sciences, der das Projekt betreut. Mögliche Anwendung seien Wohnraumelemente wie Lampen, Abdeckungen oder Schalter sowie weitere Applikationen in den heimischen vier Wänden.

Seinen Angaben nach sei sowohl bei subjektiven Untersuchungen anhand von Prüfkörpern als auch bei messtechnischen Analysen eine deutliche und nachweisbare Reduzierung des Glanzgrades gegenüber der vorangegangenen Entwicklung zu erkennen. Bei Untersuchungen unter einem Winkel von 60 Grad sei der Messwert für schwarz eingefärbtes PETG von 8,8 mit Hilfe des alten Mattierungsmittels auf 2,6 und dank des neuen Produkts sogar auf 1,3 reduziert worden, berichtet der Experte.

„Wir können hier deshalb guten Gewissens von einer Halbierung des Glanzgrades gegenüber dem Vorgänger sprechen“, versichert der Projektbetreuer. Das Mattierungsmittel sei mit 7,5 Prozent zu dosieren und könne mit jedem Farbbatch oder -compound kombiniert werden – ohne größeren Effekt auf die Farbe. „Eine wichtige Eigenschaft“, laut Schulze.

Der Mattierungseffekt werde durch die diffuse Lichtstreuung auf der Oberfläche des Kunststoffs erzeugt, so der Experte. Kunden profitierten bei entsprechenden Bauteilen von einer samteneren Haptik sowie davon, dass der im 3D-Druck häufig vorkommende, aber unerwünschte Schichtaufbau kaum noch zu sehen sei. „Das Material wirkt fast wie aus einem Guss“, berichtet Schulze. Tests hätten zudem keine negativen Einflüsse auf die UV-Beständigkeit des Kunststoffs ergeben.

„Der 3D-Druck ist ein rasant wachsender Markt, für den wir umfangreiche Entwicklungsarbeit leisten und eine Vielzahl an Lösungen anbieten“, erklärt Schulze und verweist darauf, dass GRAFE mit allen großen Filament-Herstellern zusammenarbeite. PETG steht für PET, welches mit Glykol aufbereitet wurde. Es erfreut sich im 3D-Druck einer großen Beliebtheit. Der feste und widerstandsfähige Werkstoff, zeichnet sich durch eine gute thermische Stabilität und starke mechanische Eigenschaften aus.

Darüber hinaus wurde das Mattierungsmittel bereits auch für PLA und PC getestet, berichtet Schulze, der auch Erprobungen mit weiteren Materialien ankündigt. Zudem seien bei Versuchen im Spritzguss- und im Extrusionsverfahren ebenfalls deutliche Effekte bei der Reduzierung des Glanzgrades feststellbar gewesen. „Wir möchten unsere Kunden dazu einladen, weitere Tests bei sich durchzuführen und sich selbst von dem Mattierungseffekt zu überzeugen“, kündigt der Experte an.

GRAFE entwickelt variantenreichen Seidenglanz-Effekt

Mit einem breiten Spektrum an unendlichen Farbvariationen bringt GRAFE, Blankenhain, Abwechslung in den Markt für 3D-Druck-Anwendungen und präsentiert dies seinen Kunden anhand einer Box. Diese enthält zehn Grundfarben, wovon ein weißes Polymer-Blend als Träger fungiert. „Der Seideneffekt bzw. der Glanz wird erst im 3D-Druck richtig sichtbar“, erklärt Lars Schulze, Head of Color Development and Material Sciences. „Mit den Farben bieten wir eine ausgetestete Basis an, den so genannten Silk-Effekt mit entsprechender guter Druckbarkeit und hohem Glanzgrad.“ Das Projekt wurde speziell entwickelt, um diesen edlen Glanzeffekt abzubilden. Dabei vermeidet die Auswahl bestimmter Pigmente eine Mattierung, welches zu höchstem Glanzgrad führt.

Eine Vorschau für gestalterische Inspiration liefern zwei Farbkombinationen in einer formschönen Vasenoptik. Präsentiert werden die zwei Farbmodelle in einer hochwertigen Box. Eine Farbtabelle mit 19 Mischbeispielen soll hierbei als Anregung unter den unendlichen Farbkombinations-möglichkeiten dienen und die verschiedensten Ansprüche von Anwendern abbilden. Sie dient zur Orientierung und soll es ermöglichen, Kundenanforderungen schnell gerecht zu werden. Darüber hinaus bekommt der Kunde entsprechende Dosiervorschläge. Die Präsentationsmuster liefern aber nur Anregung für Anwender, denn der Farbfantasie sind mit den Grundfarben keine Grenzen gesetzt und der Anwender kann selbst ganz kreativ seine Farben mischen und individuelle Farbtöne erzielen.

„Wir geben unseren Kunden die Möglichkeit, selbst phantasiereich zu werden. Bislang gibt es auf dem 3D-Druck-Markt nur eine geringe Farbauswahl bei hochglanz Filamenten. Das wollen wir mit unserer Kompetenz beim Einfärben von Kunststoffen ändern und mit unserem Masterbatch eine Grundlage zur Individualisierung anbieten“, erläutert Schulze. GRAFE habe einen eigenen Filament Extruder und 3D-Drucker im Haus und könne so entsprechende Filamente selbst herstellen und diese testen. „Auf diese Weise sind wir in der Lage, unsere eigenen Entwicklungen auszuprobieren. So werden die Entwicklungszeiten deutlich reduziert, da der aufwendige Testprozess beim Kunden entfällt“, so Schulze.

In Kooperation mit Tailorlux bringt GRAFE ein Masterbatch zur Identifikation von Materialien im industriellen 3D-Druck auf den Markt

Ein Masterbatch für die Identifikation von Materialien im industriellen 3D-Druck hat die

GRAFE GRUPPE, Blankenhain, entwickelt. „Damit lässt sich die Echtheit lizensierter Werkstoffe bereits in dem Filament, die in diesem additiven Fertigungsverfahren verarbeitet werden, sicher und unverwechselbar bestimmen“, erläutert Lars Schulze, Head of Color Development and Material Sciences. Als Einsatzgebiete sieht er derzeit vor allem Prothesen in der Medizintechnik, aber auch systemrelevante Maschinen- oder Automobilteile die Garantie- oder Regressansprüchen standhalten müssen. Gleichwohl könnten auch andere Branchen wie Möbel, Elektronik oder Consumer potentiell interessant für den Originalitätscheck sein.

„Künftig werden immer mehr Produkte und Ersatzteile aus dem 3D-Drucker kommen. Schon heute steigt deren Zahl im privaten wie im industriellen Gebrauch rapide an. Stellt man sich nun vor, dass Ersatzteile für Lizenzprodukte aus minderwertigem und ungeprüftem Material gedruckt werden, würden Regressforderungen oder Garantieansprüche verfallen und im schlimmsten Fall Sach- oder Personenschäden entstehen“, berichtet Schulze. Hier setze die Idee von GRAFE an: „Wir arbeiten einen Marker ins Filament ein, mit dessen Hilfe sich überprüfen lässt, ob das richtige Material verwendet wurde. Er ist permanent im Bauteil und kann nicht entfernt werden. Aufgrund seiner Beschaffenheit bietet der Marker somit den perfekten Fälschungsschutz bzw. Originalitätsnachweis.“

GRAFE setzt als exklusiver Entwicklungspartner dabei auf die Sicherheitspigmente von Tailorlux. Das Unternehmen liefert auch das passende Handmessgerät Tailor-Scan 4 dazu, auf das eine auf die Sicherheitsmarkierung eingestellte Referenzdatei geladen wird. Anschließend zeigt es an, ob die jeweilige Markierung enthalten ist oder nicht. „Die Bedienung ist sehr unkompliziert. So lässt sich direkt vom Filament bis zum Bauteil die Originalität des verwendeten Kunststoffs prüfen – auch durch Glas- oder Folienverpackungen hindurch“, erklärt der Experte. Darüber hinaus könnten auch Zertifizierungslabore das Material überprüfen. Die zu verwendende Prüfelektronik lässt sich dabei, abseits des Handscanners, auch direkt in ein bestehendes 3D-Drucksystem integrieren!

Schulze verweist auf die signifikante Grundidee, mit derer das Sicherheitsprinzip konsequent angewendet werden kann, wenn die Prüfung des Filamentes direkt in der Druckeinheit stattfindet. Dies muss jedoch von den Herstellern der 3D-Drucker integriert werden. „So kann im Drucker beim Einsetzen der Spule über einen Sensor die Sicherheitsmarkierung im Filament geprüft werden. Erst wenn sichergestellt ist, dass es sich um das richtige Material handelt, wird gedruckt. Anders als beim Prinzip von Farbdruckern, die über eine Elektronik feststellen ob die originale Farbpatrone eingesetzt wurde, überprüft man im 3D-Drucker nicht nur die Filamentspule (per Code oder RFID-Chip), sondern in Zukunft das Material.“

„Unsere Lösung ist fertig entwickelt und funktioniert“, sagt Schulze. Bislang komme der Marker vor allem bei PLA und PETG (Glykol) zum Einsatz. Jedoch sei auch die Anwendung in PA und PC möglich. Ein Einfluss auf die Farbe ist nicht vorhanden. Durch eine breite Auswahl von Markern kann nahezu jeder Kunststoff ausgestattet werden, versichert er. „Die Dosierungen der Batches sind vergleichsweise niedrig und lassen sich ab einem Prozent realisieren. Den größten Einfluss hat die Farbe. So brauchen mit Carbon-Black eingefärbte Bauteile eine etwas höhere Dosierung als andere. Auch Kohlefasern beeinflussen das Ergebnis. Letztlich lässt sich festhalten, dass jedes Filament mit maximal drei Prozent Dosierung markiert werden kann.“

GRAFE ist derzeit auf der Suche nach industriellen Partnern, die entsprechende Produkte bzw. Drucker entwickeln. Die Kosten für die Markierung seien nach Angaben des Head of Color Development and Material Sciences abhängig vom jeweilig gewünschten Schutz. „Ein Basis-Marker, der nicht spezifisch für ein Unternehmen, eine Branche oder ein bestimmtes Produkt entwickelt wird, ist vergleichsweise günstig. Eine Lösung, die weltweit exklusiv für nur ein bestimmtes Produkt genutzt werden kann, ist demnach kostenintensiver“, so Schulze.

GRAFE überarbeitet Standard-Schwarz-Portfolio für den 3D-Druck

Der 3D-Druck hat in den letzten Jahren eine rasante Entwicklung durchlaufen und prägt mittlerweile zahlreiche Branchen. Hierfür bereichert das thüringische Unternehmen GRAFE, mit Sitz in Blankenhain, den Markt mit kundenspezifischen Einfärbungen und baut sein Standardsortiment neben dem RAL K7 Fächer und den kundenspezifischen Farbeinstellungen in allen gängigen Thermoplasten in diesem Bereich aus. Neu hinzu kommen drei Schwarz-Standardvarianten, die zu den wichtigsten Materialien im 3D-Druck zählen und für zahlreiche Anwendungen geeignet sind.

„Unser Ziel ist es, den Kundenanforderungen noch schneller gerecht zu werden und mit dem vordefinierten Sortiment verschiedenste Kundenansprüche abzubilden“, sagt Lars Schulze, Head of Color Development and Material Sciences.
„Unsere jahrelange Projektarbeit hat gezeigt, dass es nicht nur leistungsstarke Materialien und exzellente Farbeinstellungen braucht, sondern auch schnelle und kosteneffiziente Lösungsansätze“, so der Spezialist weiter.

Das Schwarz-Portfolio umfasst ab sofort drei Masterbatches mit den Trägermaterialien PETG und PLA. Neben der klassischen PLA-Variante wird eine zusätzliche Option angeboten, die den strengen Anforderungen mit FDA-Zulassung für den Lebensmittelkontakt entspricht. Durch etablierte Prozesse und eine universelle Rezeptur, die ohne kundenspezifische Anpassungen auskommt, wird eine kosteneffiziente Produktion und eine zügige Bereitstellung der Standardbatches ermöglicht. Dadurch kann ein besonders wettbewerbsfähiges und attraktives Angebot im GRAFE-Sortiment realisiert werden.

„Im Gegensatz zu klassischen UN-Trägern möchten wir unseren Kunden, die höchste Qualität fordern, auch die Möglichkeit geben, einen Träger passend zum Druckmaterial auszuwählen. Dadurch entfallen Kompromisse bei Schichthaftung, Warping oder Fließeigenschaften. Diesen Service bieten wir unseren Kunden auch bei unseren Standard Farbsortiment“, so Schulze.

PETG – Robust und vielseitig einsetzbar

Polyethylenterephthalat-Glykol (PETG) kombiniert Stabilität mit Flexibilität und ist äußerst widerstandsfähig gegenüber mechanischen Belastungen sowie Feuchtigkeit. Zudem ist das Material durch eine hohe Schlagfestigkeit, Temperatur- und Witterungsbeständigkeit und geringe Schrumpfung gekennzeichnet. Aufgrund dieser Eigenschaften ist PETG ideal für die Herstellung robuster Bauteile, Prototypen und Endprodukte geeignet. Darüber hinaus eignet es sich hervorragend für technische Anwendungen, Gehäuse und funktionale Bauteile, die eine hohe Beständigkeit erfordern. PETG wird aufgrund seiner ausgezeichneten Druckbarkeit und starken Schichthaftung von Ingenieuren, Designern und privaten Anwendern bevorzugt eingesetzt und eignet sich zudem für eine Vielzahl industrieller Anwendungen.

PLA – Nachhaltig und biologisch abbaubar

Polylactid (PLA) ist ein biobasiertes Kunststoffmaterial, das aus nachwachsenden Rohstoffen wie Maisstärke oder Zuckerrohr gewonnen wird. Es zeichnet sich durch eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme und eine vereinfachte Lagerung aus. Darüber hinaus besitzt PLA mechanisch gute Eigenschaften, wie beispielsweise eine hohe Oberflächenhärte, Steifigkeit und eine hohe Zugfestigkeit. Aufgrund seiner Umweltfreundlichkeit und einfachen Verarbeitbarkeit für industrielle, sowie private Anwendungen ist PLA ein vielseitiges Material, das sich ideal für Modellbau, Produktdesign und Dekorationsartikel eignet.

„PLA und PETG sind die beliebtesten Materialien im 3D-Druck und werden sowohl in der Industrie, als auch von Hobbyanwendern geschätzt“, erläutere Schulze. Weitere Farbvarianten und optimierte Rezepturen werden in diesem Jahr folgen. „Unsere Kunden profitieren von hochqualitativen Farb-Masterbatches nach internationalen Standards und können ausgewählte Standardartikel sogar kurzfristig als Lagerware erhalten“, so Schulze.