Additive Fertigung

3D-Druck: Ein Oldie lebt auf

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3D-Drucker für eine Vielzahl von Druckmaterialien

Auf DLP-Technik basierende 3D-Drucker können eine Vielzahl von Druckmaterialien sowohl für die Direktfertigung als auch für das Rapid Prototyping nutzen. Die Stereolithografie verwendet Acryl-Monomere. Diese werden mit einem Photoinitator gemischt, der mit ultraviolettem oder sichtbarem Licht reagiert. Werden die Photoinitatoren von energiereichen Photonen getroffen, bewirken sie eine Quervernetzung der Monomere zu einem festen Körper.

Weitere als Druckmedium geeignete Werkstoffe sind Keramiken und Metalle. Keramikpulver wird in einem Verhältnis von fast 1:1 mit dem als Bindemittel dienenden Acrylharz gemischt. Mit der gleichen Druckmethode und der gleichen Hardware, die auch für reines Acrylharz verwendet wird, wird das mit Keramik gefüllte Harz teilweise ausgehärtet – gerade genug, um die Form des Objekts zu erhalten. Anschließend wird das mit Keramik gefüllte Werkstück in einem Ofen gesintert, um das Polymermaterial zu entfernen und die Keramik abbinden zu lassen. Hierdurch entsteht ein Werkstück mit einem Keramikanteil von bis zu 99 %.

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Die gleiche Methode lässt sich anwenden, um mit der gleichen Drucker-Hardware aus Metallpulver und Acryl-Monomer-Harz metallene Werkstücke herzustellen.

3D-Druck: von High-End bis zum persönlichen Gebrauch

Die Kombination aus hoher Auflösung, breiter Materialauswahl und hoher Baugeschwindigkeit sorgt dafür, dass Drucker auf Basis der DLP-Technik nahezu jedem Aspekt des 3D-Druck-Markts zugutekommen.

Die Palette reicht hier von High-End-Versionen für industrielle und professionelle Zwecke über zuverlässige Consumer-Modelle bis hin zu 3D-Druckern für den persönlichen Gebrauch.

„Während sich die Welt auf die von der additiven Fertigung ermöglichten Innovationen einstellt, lassen sich die historischen Restriktionen, denen die Stereolithografie bisher unterlag, mithilfe der DLP-Technik überwinden, die dadurch zu einem der besten additiven Fertigungsverfahren wird“, schätzt Robert Rodrigues ein. Dann heißt es vielleicht bald in vielen Haushalten: Guten Appetit.

Quellen:

US-Patent 2,775,758 (“Photo-glyph recording”)

US-Patent 4,575,330 (“Apparatus for Production of Three-Dimensional Objects by Stereolithography”)

J. Manyika, M. Chui, et al., “Disruptive technologies: Advances that will transform life, business, and the global economy”, McKinsey Global Institute, p. 108, [2013]

M.L. Griffith and J. W. Halloran, "Free Form Fabrication of Ceramics via Stereolithography", J. American Ceramic Soc. 79 [10], p. 2601-2608, [1996]

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Über den Autor

Dipl. -Ing. Ines Stotz

Dipl. -Ing. Ines Stotz

Fachredakteurin Automatisierung, Maschinenbau-Ingenieurin, Fachjournalistin seit 2001; Vogel Communications Group