Solvays Wettbewerb für additive Fertigung legt an Dynamik zu

In diesem Jahr fand die zweite Ausgabe des Solvay AM Cup statt. Bemerkenswert dabei: die erstaunlichen Möglichkeiten der additiven Fertigung (AF) und der Einfallsreichtum der jungen Wettbewerbsteilnehmer. 

Fünfunddreißig Teams aus fast ebenso vielen Hochschulen von drei verschiedenen Kontinenten nahmen 2019 am Solvay AM Cup teil. Ins Leben gerufen hat ihn vor zwei Jahren Solvays Global Business Unit Specialty Polymers, um für die Nutzung ihrer Hochleistungs-Thermokunststoffe zu werben und die Fortschritte der AF – besser bekannt als 3D-Druck – zu präsentieren.

Im April 2019 wurden die Gewinner bekanntgegeben. Die drei besten Teams erhielten Preise über mehrere tausend Euro (die vorzugsweise für wissenschaftliche, geschäftliche oder soziale Zwecke verwendet werden sollen). Das Ein-Mann-Team von Gekko Performance von der Technischen Universität München erhielt den ersten Preis. „Wir haben uns gefreut, dass wir dieses Mal mehr Bewerber hatten als im Vorjahr“, sagt Sophia Song, die als Marketing Manager für Additive Fertigung bei Specialty Polymers diesen Wettbewerb organisiert hat. „Teilgenommen haben Studenten vom Bachelor bis zum PhD mit den Hauptfächern Chemie, Mechanik oder Umwelttechnik, wie der Gewinner. Interdisziplinäre Teams sind von Nutzen, denn AF kombiniert technisches Wissen, Informatik und Design.“

QuotesEs geht bei diesem Wettbewerb nicht darum, etwas nett Aussehendes zu drucken. Es geht vielmehr darum , mit Teilen, die einen konkreten Zweck in Industrieanwendungen erfüllen, neue Möglichkeiten zu schaffen. Es gibt so viele Herausforderungen beim 3D-Druck und noch so viel zu erforschen.

Sophia Song, Marketing Manager Additive Fertigung, Specialty Polymers, Solvay

Spitzenleistung und große Kreativität

Die Studenten erhielten 500 Gramm von Solvays Radel® Polyphenylsulfon (PPSU) zugesandt und wurden aufgefordert, mehrere Formen, darunter ein Druckrohr, im Schmelzschichtverfahren* zu drucken, einer von drei Haupt-AF-Techniken. Bei der ersten Ausgabe 2018 wurde als Material PEEK (Polyetheretherketon) eingesetzt. „Wir wollten in diesem Jahr eine neue und andere Herausforderung“, sagt Song als Erklärung für den Materialwechsel. „PEEK ist bekannt, deshalb wollten wir eine Veränderung und dabei die Bandbreite unseres Werkstoff-Portfolios zeigen.“

Die Jury traf sich am nordamerikanischen Verwaltungssitz von Specialty Polymers in Alpharetta/Georgia. Die Jurymitglieder – ein auf 3D-Druck spezialisierter Journalist, ein Hochschulprofessor und drei Solvay-Vertreter – bewerteten die von den Studenten gefertigten und aus Europa, Asien und den USA angelieferten Teile. „Wir haben viele Merkmale begutachtet, darunter Druckgenauigkeit und mechanische Festigkeit“, sagt Ryan Hammonds, Group Leader Business Incubation R&D bei Specialty Polymers’ Alpharetta undJury-Vorsitzender des AM Cup. „Wir waren beeindruckt, wie es die Teams geschafft haben, alles aus dem Werkstoff herauszuholen. Sie haben komplexe Herausforderungen gemeistert und dabei bemerkenswerten Einfallsreichtum gezeigt.“

2019 Solvay AM Cup Winner Maximilian Kropf

Maximilian Kropf, deutscher Student, gewann den Wettbewerb für Gekko Performance (hier im Foto links neben Brian Alexander, AM Global Product and Application Manager). Er hatte für diesen Anlass seinen eigenen Drucker gebaut. „Ich wollte das schon länger machen, aber der AM Cup war der Grund, weiterzumachen und meinen eigenen Drucker zu bauen“, sagt Kropf.

 

Das Potenzial der additiven Fertigung sichtbar machen

Solvay AM Cup 2019 Winner_Radel PPSU

Die Idee hinter dem Wettbewerb ist zu zeigen, wie sehr sich die additive Fertigung weiterentwickelt hat. Heute lassen sich per 3D-Druck Teile herstellen, die fast dieselben Leistungen aufweisen, wie Teile, die per Spritzguss hergestellt wurden, aber flexiblere Möglichkeiten bei Design und Herstellung bieten. „Wir haben die Teams aufgefordert, ein Druckrohr zu drucken, denn bei diesem Wettbewerb geht es nicht darum, etwas nett Aussehendes zu drucken, sondern darum, mit Teilen, die einen konkreten Zweck in Industrieanwendungen erfüllen, neue Möglichkeiten zu schaffen“, erklärt Song. Deshalb wurden die Rohre im Rahmen des Bewertungsprozesses einer Berstdruckprüfung unterzogen. 

„Wir wollten sehen, ob sie Druck standhalten können. Die besten Rohre hielten sogar dem höchstmöglichen Druck stand“, sagt Hammonds. „Diese Rohre könnten so wie sie sind, für sanitäre Anlagen oder viele weitere Anwendungen verwendet werden. Das beweist, dass sich heute mit 3D-gedruckten Teilen sehr hohe Leistungen erzielen lassen.“

„Die Qualität des Werkstoffs hat mich wirklich beeindruckt“, sagt Kropf. „Ich hatte solche Ergebnisse nicht erwartet, weder was die Festigkeit noch das Haftvermögen angeht. Das PPSU haftet sehr gut aufeinander, das macht das Drucken mit diesem Werkstoff wirklich einfach. Ich habe ca. 25 Rohre gedruckt und es ging am Ende nur noch um die Perfektionierung der Oberfläche – die Festigkeit war von Anfang an gegeben.“

Auch der Solvay AM Cup 2020 wird zeigen, was mit 3D-Druck alles möglich ist, doch müssen die Studenten eine weitere Herausforderung meistern. „Die nächste Ausgabe findet im Betrieb statt und damit verändern wir wieder einiges“, sagt Song. „Wir wollen, dass es interessant und herausfordernd bleibt, neue Leute und neue Hochschulen gewinnen. Es gibt so viele Herausforderungen beim 3D-Druck und noch so viel zu erforschen.“

Maximilian Kropf will sein Preisgeld in einen noch anspruchsvolleren 3D-Drucker investieren, der mehrere Meter lange Teile herstellen kann. Ich möchte versuchen, zum Beispiel Ketten und Rohre zu drucken“, sagt Kropf. In der Tat, es gibt noch viel zu erforschen.