Forscher arbeiten an vereinfachtem 3D-Druckverfahren mit metallischem Glas

Das man Kunststoff mit 3D-Druckern relativ einfach verarbeiten kann ist nichts Neues mehr. Neues hingegen bringen aktuelle Forschungen ans Tageslicht: Forscher konnten in Versuchen metallisches Glas ähnlich wie herkömmliches Filament verarbeiten.

Bisher wurde beim 3D-Druck meist Kunststoff in Form von Filament verarbeitet. Mittlerweile gibt es zwar das wachsende Gebiet von Resinen und Pulvern, dennoch ist Kunststoff-Filament aktuell noch das am Häufigsten verwendete 3D-Druckverfahren. Forscher der Yale University haben jetzt zusammen mit Desktop Metal einen möglichen Weg gefunden, der 3D-Druck von Metallen revolutionieren könnte. Unter dem Titel 3D printing metals like thermoplastics: Fused filament fabrication of metallic glasses ist die Forschung in der Materials Today Zeitschrift veröffentlicht worden.

It was even surprising to us how practical this process is once we had the processing conditions figured out

Wie der Titel des Artikels schon verrät geht es dabei um metallisches Glas aus dem Filament hergestellt werden kann. Wir haben über metallisches Glas schon einmal berichtet, als ein Team der Universität für Wissenschaft und Technologie in Bejing daran geforscht hat. Aktuell konnten Forscher aus Yale demonstrieren um ein Metallobjekt damit herzustellen. Mit massiven metallischen Gläsern (BMGs) wurde das erst ermöglicht. Diese besonderen Metallstrukturen werden beim Erhitzen nämlich kontinuierlich weicher – dieser Effekt tritt bei Metallen normal nicht auf sondern nur bei Thermoplasten. BMGs werden im Vergleich zu den meisten anderen Metallen leichter weich und können für ein Druckverfahren eingesetzt werden das dem herkömmlichen FDM 3D-Druck sehr nahe kommt.

Das Forscherteam hat sich für ein gut verfügbares BMG aus Beriyllium, Nickel, Kupfer, Titan und Zirkonium fokussiert. Es wurden Stäbe mit einer Länge von 700mm und einem Durchmesser von 1mm verwendet. Zur Extrudierung des Materials war eine Temperatur von etwa 460 Grad und eine Kraft zwischen 10 und 1000 Newton erforderlich.

Die Zukunft für diese Druckverfahren könnten auf jeden Fall eine große sein, da hohe mechanische Stabilität mit einem Vergleichsweise einfachen Druckverfahren erreicht werden kann. Mögliche Anwendungen sind neben dem Prototypenbau auch die Medizin, Luft und Raumfahrt oder generell viele Industrieanwendungen.

Beyond prototyping, the achievable properties of the printed parts accompanied by the versatility in part design makes this 3D printing technology suitable for fabricating high-performance components for medical, aerospace, and spacecraft applications