Das IA-UV-3D-Konsortium hatte sich zum Ziel gesetzt, radikal aushärtende, biologisch hergestellte Polymerharze zu entwickeln, die in den gängigsten photopolymerbasierten additiven Fertigungsverfahren – Stereolithographie (SLA), Digital Light Processing (DLP) und Multijet Modeling (MJM) – eingesetzt werden können. Ziel war es, die typischen Nachteile aktueller Photopolymere wie Schrumpfung, schlechte Temperaturbeständigkeit und Verformung zu beseitigen, so dass die neuen Materialien in bestehenden 3-D-Druckern für produktionsreife Teile eingesetzt werden können. Der Hauptbeitrag von BMW bestand darin, die Materialanforderungen für den Einsatz in der Automobilindustrie zu definieren und Verarbeitungstests auf einem Stratasys Polyjet-System durchzuführen.
Die technische Arbeit wurde in sieben Arbeitspakete aufgeteilt. Im ersten Paket gab BMW die angestrebten Eigenschaften vor: eine Bruchzähigkeit von mehr als 100 kJ m-², Temperaturstabilität in drei Bereichen (>80 °C, >110 °C und >130 °C), einen Sechs-Zyklen-Klimawechseltest ohne Verformung, UV-Beständigkeit nach BMW-Standards und Lackierbarkeit. Auch die mechanische Charakterisierung von Zugproben war geplant. Das zweite Paket untersuchte das Anwendungsverhalten der UV-härtbaren Materialien, während das dritte Paket die Prozessfähigkeit analysierte. Im vierten Paket wurden Robustheitstests der säurebasierten Formulierungen durchgeführt, und im fünften Paket wurden Demonstrationsteile hergestellt. Das sechste Paket führte Materialtests und Alterungsstudien durch, während das siebte Paket die Koordination und Dokumentation übernahm.
Für die SLA-Experimente wurde eine Formlabs Form 1+ Maschine (405 nm Laser, 125 × 125 × 165 mm Bauvolumen, 25-200 µm Schichtdicke) verwendet. Bei den Testteilen handelte es sich um kreuzförmige „Belichtungskreuze“, die eine schnelle Bewertung der Schichthaftung, der Konturtreue und der Bildung von Luftlöchern ermöglichten. Bei der Arbeit von MJM wurde ein Stratasys Connex 500 Polyjet-Drucker verwendet (490 × 390 × 200 mm Bauvolumen, 30 µm Schichtdicke, 600 × 600 dpi Auflösung). Die von den Partnern gelieferten Harze – 010B3.1.4+I, 010B3.1.4-H5 und 010B3.1.4-H10 – wurden so formuliert, dass sie die strengen Kriterien der Automobilindustrie erfüllen. Mechanische Tests an gedruckten Proben zeigten, dass das beste Harz eine Bruchzähigkeit von 112 kJ m-² erreichte und seine Festigkeit auch nach einer 24-stündigen Belastung bei 130 °C beibehielt. Die lineare Schrumpfung wurde auf unter 0,5 % reduziert, was eine deutliche Verbesserung gegenüber herkömmlichen SLA-Harzen darstellt. UV-Belichtungstests bestätigten, dass die Materialien die erforderliche optische Stabilität aufweisen, und Lackierversuche zeigten die volle Kompatibilität mit Autoklarlacken.
Das Projekt lief vom 1. Februar 2017 bis zum 31. Oktober 2020 im Rahmen einer Bundesförderung (Förderkennzeichen 03XP0095B). BMW koordinierte das Projekt unter der technischen Leitung von Martin Friedrich. Zum Konsortium gehörten die Schultheiss GmbH (Heimsheim), das Fraunhofer WKI (Braunschweig), die Marabu GmbH & Co.KG (Tamm) und cirp GmbH (Heimsheim). Jeder Partner brachte sein spezifisches Fachwissen ein: Schultheiss lieferte die Harzchemie, Fraunhofer die fortschrittlichen mechanischen Tests, Marabu die MJM-Hardware und cirp die Prozessoptimierung. Gemeinsam hat die Zusammenarbeit eine Reihe von Demonstrationsteilen hervorgebracht, die den Leistungsstandards der Automobilindustrie entsprechen und in bestehende 3-D-Drucklinien für die Serienproduktion integriert werden können.