Vor zwei Jahren begegnete Uwe Stenglin, CEO von Rotefeld-Consulting GmbH & Co. KG und Hauptgesellschafter von Dipromat GmbH zum ersten Mal dem Cead-Team. CEAD B.V. ist bekannt als Hersteller von Granulat-Druckern LFAM (Large Formate Additive Manufacturing) und weltweit tätig. Die Entwicklung von kompletten Booten, hergestellt aus Thermoplasten, hat bereits begonnen.
Zwei grundsätzliche Werkstoff-Familien stehen sich gegenüber: Polyesterboote mit Laminier-Technik und Glasfaser- oder Carbon-Faser Verstärkung. Diese Duroplaste zeigen gute mechanische Werte, aber auch hohe Dichte und geringe Bruchdehnung. Doch sie erfordern hohen handwerklichen Arbeitsaufwand und lassen sich kaum rezyklieren.
Demgegenüber steht Polyethylen als gutmütiger, zäher Thermoplast, welcher in der Bootsindustrie einen festen Platz hat. Seine Dichte ist gering und die Recyclingfähigkeit sehr gut. Die Nachteile sind hingegen, vor allem bei grossen Booten, die geringe Steifigkeit und der hohe Arbeitsaufwand bei der Verarbeitung von HDPE-Plattenware.
Polymer im Gesamtpaket
Die hohe Wärmedehnung und die Spannungsrissbildung bei HDPE muss daher berücksichtigt werden. Die gegen Rissbildung unempfindlicheren PE-Typen wie MDPE, LDPE, LLDPE oder VLDPE sind durch die vorhandenen Verzweigungen gut in der Kerbschlagzähigkeit und besser als HDPE mit geringen Verzweigungen. Thermische Werte und Steifigkeit, sowie Festigkeit gehen allerdings deutlich zurück. Durch die sehr hohen Formschwindungen von 1,5 bis 2,5 % sind PE-Polymere kaum druckbar. Je grösser die Boote werden, umso schwieriger wird die Verarbeitung. Bei HDPE ist durch die grosse Wärmedehnung die Spannungsrissproblematik zu berücksichtigen.
Am Ende einer zweijährigen Partnerschaft ist nun der Werkstoff Cread HDPro (Engineered for Heavy-Duty Marine Applications) für den Druck von Booten entwickelt: Dieses glasfaserverstärkte Polymer mit allen geforderten Eigenschaften ist das Ergebnis einer erfolgreichen Zusammenarbeit. Schweissdrähte aus gleichen Polymeren, ebenfalls mit Glasfaserverstärkung, runden die Technologie ab.
Cead HDPro zeigt gute Eigenschaften von -20 °C bis +70 °C. Die Kerbschlagzähigkeit bei -20 °C ist 5-mal höher als die von HDPE bei Raumtemperatur. Da Maschineneinstellung und Eigenschaften der gedruckten LFAM-Teile ebenso wichtig sind wie das Polymer, werden die Polymere im Gesamtpaket, inkl. Prozessparameter, von Cead vertrieben. Mit ähnlichen Werkstoffen werden auch Teile in der Automobilindustrie und Gebäude-Konstruktion hergestellt.
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