CeraMetal: Kostengünstiger 3D-Druck von Metallteilen

Ein Forscherteam um Leah Buechly hat mit CeraMetal eine neue Methode für den 3D-Druck von Metallteilen entwickelt. Das Verfahren kombiniert Elemente des Keramikdrucks mit Metall-Pasten und ermöglicht so die kostengünstige Herstellung von Bronzeobjekten.

Die Grundlage bildet eine spezielle Metallpaste aus 100 g Bronzepulver, 0,17 g Methylcellulose, 0,33 g Xanthangummi und 9 g Wasser. Die genaue Wassermenge wird angepasst, um die optimale Konsistenz zu erreichen.

Für den Druck kommt ein modifizierter Keramikdrucker zum Einsatz. Dieser verfügt über eine druckgesteuerte Pastenzufuhr und eine Schnecke zur Extrusion. Als Druckbett dient Leinen. Buechly entwickelte eine angepasste Slicing-Software, die im “Vase-Modus” arbeitet, aber zusätzlich Füllstrukturen erzeugt. Dies war nötig, da herkömmliche Slicer-Programme Probleme mit dem Start-Stopp-Verhalten beim Pastendruck verursachten.

Nach dem Druck wird das Objekt in Aktivkohle eingebettet und in einem Ofen gesintert. Das Ergebnis ist ein 3D-gedrucktes Bronzeteil, dessen Materialkosten hauptsächlich durch das Metallpulver bestimmt werden.

Die Verwendung von Metallpasten, auch als “Metal Clay” bekannt, ist in der Schmuckherstellung bereits verbreitet. Die Forscher haben diese Technik nun für den 3D-Druck adaptiert.

Mehr zu diesem Verfahren kann in dem Paper “CeraMetal: A New Approach to Low-Cost Metal 3D Printing with Bronze Clay” nachgelesen werden.