Das Institut für Strömung in additiv gefertigten porösen Strukturen (ISAPS) beschäftigt sich unter anderem mit der Simulation und additiven Herstellung von porösen Medien für Filteranwendungen. Hierbei kommen diverse Verfahren der additiven Fertigung zum Einsatz. Mittels FDM-Verfahren werden Filterstrukturen und gewebeähnliche Probekörper hergestellt, welche im Nachgang in Filtrationsprüfständen getestet werden. Langfristig steht dabei eine Optimierung der Filterleistung (Abscheidegrad) bei gleichzeitiger Minimierung des Druckverlustes im Fokus.
Bei der Herstellung von Filtergewebe mit dem FDM-Verfahren werden einzelne Fasern durch die Düse extrudiert und in kontrollierten Bahnen als Gewebe abgelegt. Um ein möglichst feines Gewebe herstellen zu können, wurde das Verfahren miniaturisiert. Da der Düsendurchmesser den größten Einfluss auf den resultierenden Faserdurchmesser hat, wurden Mikrodüsen im Bereich 0,2 mm bis hinab zu 0,05 mm Durchmesser angefertigt und auf einem Düsenprüfstand untersucht. Hierbei wurde die Strangaufweitung beim Düsenaustritt unter Variation der Parameter Düsendurchmesser, Vorschubgeschwindigkeit und Düsentemperatur untersucht.

Auf einer modifizierten kommerziellen FDM-Maschine wurden Gewebeprobekörper mit Düsendurchmessern von 0,25 mm – 0,1 mm hergestellt. Die Versuche am Filterprüfstand zeigen, dass additiv gefertigte Filterelemente für den vorliegenden Anwendungsfall (Pollenfiltration KFZ-Innenraumfilter) vergleichbare Filterleistungen erzielen können, wie traditionell hergestellte Filter.

Durch weitere Miniaturisierung des Verfahrens und der gezielten Schichtung verschiedener Gewebeparameter innerhalb eines Bauteils sollen somit auf lange Sicht Strukturen erzeugt werden, die bei gleicher Abscheideleistung über einen optimierten Druckverlust und eine verlängerte Standzeit verfügen. Dabei werden auch dreidimensionale Strukturen mit teilweise bionischem Ursprung in Betracht gezogen und untersucht.