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3D-Druck schneller und besser durch Photopolymerisation

Dreidimensional drucken, wie der Terminator T-1000 entsteht: ohne Verschnitt und ohne die charakteristischen Schichtrillen auf der Oberfläche. Das verspricht ein neues Photopolymerisationsverfahren.

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3D-Druck schneller und besser durch Photopolymerisation

(Bild: Carbon3D, Inc)

Flüssiges Metall erhebt sich und bildet schließlich den T-1000 – diese Sequenz aus dem Film "Terminator 2" inspirierte das Team um Joseph DeSimone von Carbon3D, ein Verfahren für kontinuierlichen Stereolithografiedruck (CLIP) zu entwickeln. Damit könnte erheblich schneller gedruckt werden als bisher, während die entstehenden Objekte stabiler sind.

Eine Druckplattform zieht die Werkstücke von oben aus dem Polymergemisch.

(Bild: TED-Talk Joseph DeSimone)

Wie bei herkömmlicher Stereolithografie wird ein flüssiger Photopolymer durch UV-Licht über einen Laser ausgehärtet. Durch die Etablierung einer "Deadzone" am Boden mittels der Zufuhr von Sauerstoff werden die Stücke frei schwebend und kontinuierlich ausgehärtet. Der Sauerstoff strömt beständig durch eine amorphe, sauerstoffdurchlässige Fluoropolymermembran aus Teflon und verhindert in dieser Zone die Polymerisierung. Steigt er weiter auf, wird er von den freien Radikalen gebunden, die auch für das Aushärten gebraucht werden. Bisher wurde jeweils schichtweise ausgehärtet, was mehr Schritte und damit einen längeren Druckprozess bedeutet.

Das verbesserte Verfahren ermöglicht Objekte von 50 Mikrometern bis 25 Zentimetern Größe. Es sind Auflösungen von unter 100 Mikrometern möglich. Mit schnellerer Produktion (bis zu 1000 Millimetern pro Stunde) sinkt allerdings die Auflösung. Die Druckrichtung spielt keine Rolle mehr, die gedruckten Teile sind stets gleich fest und belastbar. Den Prozess stellte DeSimone diesen Monat bei einem TED Talk und in der Zeitschrift Science vor.

(hch)