de.wedoany.com-Bericht: Das US-amerikanische Unternehmen Stratasys hat ein industrielles flammhemmendes Verbundmaterial namens FDM® PA6/66-GF30-FR vorgestellt, das speziell für Produktkomponenten und kritische Ersatzteile im Schienenverkehr und Transportwesen entwickelt wurde und mit den additiven Fertigungssystemen Fortus® 450mc und F900® kompatibel ist.
Dieses Verbundmaterial wurde entwickelt, um die Anforderungen an Konformität, Betriebsleistung und Anlagenverwaltung im Transportsektor zu erfüllen. Es ist nach den Brandschutznormen EN 45545-2 HL2 (R22/R23) und FMVSS 302 zertifiziert und für tragende Funktionen im Inneren von Schienenfahrzeugen geeignet. Die Materialzusammensetzung basiert auf einer flammhemmenden Polyamid (PA) 6/66-Copolymer-Matrix und ist mit 30 Gewichtsprozent Glasfaser verstärkt. Im Vergleich zu herkömmlichen flammhemmenden Polycarbonat-Alternativen (PC-FR) bietet diese Rezeptur eine höhere strukturelle Steifigkeit und Zugfestigkeit und ist in der Leistung mit Hochleistungsmaterialien wie ULTEM™ 9085 Harz vergleichbar.
Das Verbundmaterial ist für kontinuierliche Produktionsumgebungen ausgelegt und gewährleistet eine stabile Druckbarkeit, hohe Dimensionsstabilität und reproduzierbare Bauteilqualität. Um die Anforderungen an die strukturelle Flexibilität zu erfüllen, ist das Polymer vollständig mit dem abziehbaren Stützmaterial SUP4050B kompatibel, was die Nachbearbeitungseffizienz und die Produktionskapazität optimiert. Bahnbetreiber und Erstausrüster (OEMs) setzen zunehmend auf additive Fertigungssysteme, um den Ersatzteilbedarf auf Abruf zu unterstützen. Diese lokalisierte Produktionsmethode verkürzt die Lieferzeiten für Komponenten und senkt die Lagerhaltungskosten für Ersatzteile, insbesondere bei langlebigen Transportanlagen und zyklischen Flottenwartungsplänen.
Lorenzo Gasparoni, Leiter des 3D-Druck-Projektmanagements bei der Alstom Group, wies darauf hin, dass dieses Material die Implementierung von additiven Fertigungsprotokollen innerhalb des für die Bahnindustrie erforderlichen zertifizierbaren Rahmens vereinfacht. Gasparoni erklärte, dass dieser glasfasergefüllte Thermoplast eine reproduzierbare Herstellung qualifizierter Teile ermöglicht, während die Schnittstelle zur SUP4050B-Stützschicht ein einfaches Entfernen der Stützstrukturen und damit eine hohe Oberflächengüte gewährleistet.
Das Polyamid 6/66-Copolymer kombiniert die linearen Molekularstrukturen von Nylon 6 und Nylon 66, um die Kristallisationskinetik zu verändern. Im Vergleich zu reinem PA66 werden der Schmelzpunkt und die inneren Verarbeitungsspannungen gesenkt, während gleichzeitig eine hohe chemische Beständigkeit gegenüber industriellen Kohlenwasserstoffen, Ölen und Automobilflüssigkeiten erhalten bleibt. Die Zugabe von 30 % Kurzglasfaser verändert die isotropen Wärmeschrumpfeigenschaften des ungefüllten Polyamids während des schichtweisen Materialextrusionsprozesses, verbessert signifikant das Biegemodul und die Zugfestigkeit des Materials und erhöht gleichzeitig die Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT) unter Last. Das Extrusionsdrucken von hochgefüllten Verbundfilamenten erfordert in der Regel verschleißfeste Extrusionsdüsen, beispielsweise aus gehärtetem Werkzeugstahl oder mit Rubinspitzen, um eine schnelle abrasive Erosion der Düsengeometrie zu verhindern.
Die europäische Brandschutznorm für Schienenfahrzeuge EN 45545-2 klassifiziert Innen- und Außenkomponenten von Schienenfahrzeugen nach dem Expositionsrisiko und legt Anforderungen von R1 bis R28 fest. Die Anforderungen R22 und R23 beziehen sich speziell auf die Entflammbarkeit, Rauchdichte und den Toxizitätsindex von Gasen für kleine Innenkomponenten wie Fahrgasteinheiten, Strukturhalterungen und elektrische Gehäuse. Die Einstufung in die Gefahrenstufe 2 (HL2) zeigt, dass das Verbundmaterial spezifische Testschwellenwerte bestanden hat, darunter den kritischen Wärmestrom, die minimale Sauerstoffindexgrenze und strenge Rauchdichtegrenzen, die durch standardisierte Bewertungen in einer Strahlungswärmekammer ermittelt wurden. Dies dient der Überprüfung der Fähigkeit des Materials, im Brandfall die Flammenausbreitung zu verzögern und die Entstehung giftiger Rauche zu begrenzen.
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