Forschende der Concordia Universität 3D-drucken mit akustischen Hologrammen

Forschende der Concordia Universität haben ein neuartiges Verfahren für den 3D-Druck entwickelt, das akustische Hologramme verwendet. Das Verfahren ist schneller als bisherige Methoden und ermöglicht die Herstellung komplexerer Objekte.

HDSP baut auf einer 2022 eingeführten Methode auf, bei der sonochemische Reaktionen in mikroskopischen Kavitationblasen extrem hohe Temperaturen und Drücke für Bruchteile von Sekunden erzeugen. Diese Bedingungen ermöglichen es, Harze präzise in komplexe Muster zu härten. Durch die Integration akustischer Hologramme, die Querschnittsbilder eines Designs enthalten, kann die Polymerisation deutlich beschleunigt werden. Anstatt Schicht für Schicht zu drucken, ermöglicht HDSP die gleichzeitige Herstellung ganzer Objekte.

Professor Muthukumaran Packirisamy vom Fachbereich Maschinenbau, Industrie- und Luft- und Raumfahrttechnik leitete das Projekt: „Wir können das Bild auch während des Vorgangs ändern“, sagt er. „Wir können Formen ändern, mehrere Bewegungen kombinieren und die gedruckten Materialien verändern. Wir können eine komplizierte Struktur herstellen, indem wir die Vorschubgeschwindigkeit steuern, wenn wir die Parameter optimieren, um die gewünschten Strukturen zu erhalten.“

Ein weiterer Vorteil von HDSP ist die Möglichkeit, während des Druckprozesses das Bild zu ändern, was die Herstellung komplexer Strukturen erleichtert. Zudem erlaubt die präzise Steuerung der akustischen Hologramme die Speicherung mehrerer Bilder in einem einzigen Hologramm. Dadurch können mehrere Objekte gleichzeitig an unterschiedlichen Positionen im Druckraum gefertigt werden.

Die potenziellen Anwendungen dieser Technologie sind vielfältig und reichen von der Herstellung komplexer Gewebe für die medizinische Forschung über gezielte Arzneimittel- und Zellabgabesysteme bis hin zur Reparatur beschädigter Organe oder empfindlicher Bauteile in der Luft- und Raumfahrt.

„Sie können sich die Möglichkeiten vorstellen“, sagt er. „Wir können hinter undurchsichtigen Objekten, hinter einer Wand, in einer Röhre oder im Inneren eines Körpers drucken. Die Technik, die wir bereits einsetzen, und die Geräte, die wir verwenden, sind bereits für medizinische Anwendungen zugelassen.“

Abschließend lässt sich sagen, dass HDSP von Concordia eine vielversprechende Weiterentwicklung im Bereich der additiven Fertigung darstellt. Durch die Kombination von akustischen Hologrammen und präziser Steuerung bietet diese Methode neue Wege zur effizienten und vielseitigen Herstellung hochwertiger 3D-gedruckter Objekte.