3D-Druck von nahezu perfekt geformten Teilen ohne Nachbearbeitung

Forscher der Carnegie Mellon University, der University of California, Irvine und Edwards Lifesciences haben eine Methode entwickelt, um nahezu fertige Teile mit 3D-Druck herzustellen, die keine Nachbearbeitung benötigen. Dieses Verfahren könnte die additive Fertigung weiter voranbringen.

Das Team um Professor Rahul Panat stieß auf ein unerwartetes Problem, als sie an einer neuen Art von 3D-gedruckten Brain-Computer Interfaces (BCI) arbeiteten. Die maßgeschneiderten Mikrosäulen, die zur Erfassung der Kommunikationssignale von Neuronen verwendet wurden, verbogen sich während des Sinterprozesses. Diese BCI-Geräte, nun als “CMU Arrays” bezeichnet, stapeln Millionen von Metall-Nanopartikeln im 3D-Raum und sintern sie dann zusammen.

Die Forscher konnten nicht nur feststellen, warum es zu einer solchen Verzerrung kam, sondern auch eine Methode finden, um sie zu kontrollieren. Dies führte zur weltweit ersten Darstellung von Sintering als Mechanismus des “4D-Drucks”, einer relativ neuen Disziplin innerhalb der additiven Fertigung, bei der 3D-gedruckte Objekte durch Wärme, Wasser oder andere Umweltreize in eine andere Form transformiert werden.

Die Forschungsergebnisse wurden in der neuesten Ausgabe der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht. “Es ist sehr aufregend, dass wir ein grundlegendes Problem in der additiven Fertigung lösen konnten, das die Hauptbarriere für die Herstellung nahezu fertiger Teile mit AM darstellte”, sagte Panat. “Die Idee des Sinterns als Weg zur Erreichung des 4D-Drucks wird neue Forschungsrichtungen eröffnen.”

Das Paper mit dem Titel “Shape distortion in sintering results from nonhomogeneous temperature activating a long-range mass transport” kann hier abgerufen werden.