Neue Methode für schnellere 3D-Drucke?

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Einer der größten Nachteile, den 3D-Drucker besitzen, ist die die fehlende Geschwindigkeit. Viele würden sich wünschen, dass 3D-Drucker deutlich schneller arbeiten würden. Das MIT und die Binghamton University haben diesen Gedanken weiter verfolgt und eine Lösungsansatz erarbeitet. 

Unter der Leitung von Professor John Heart haben Forschungen ergeben, das bei einer Layerhöhe von 0.2mm 3D-Drucker (desktop und industrielle) etwa 10 bis 20 Kubikzentimeter pro Stunde schaffen. Dieser Werte gelten natürlich nur für 3D-Drucker die mit Filament arbeiten.

Einer der Hauptgründe für die Geschwindigkeitsbeschränkung ist der Mechanismus wie das Filament in das Hotend gedrückt wird. Hier werden maximal 60 Newton an Kraft bei einer Zufuhr von 9mm pro Sekunde erreicht. Wenn man den Mechanismus, wie Extruder funktionieren, entsprechend ändern würde, wären unter Umständen höhere Geschwindigkeiten möglich. Vermutlich würde man aber auch einen stärkeren Schrittmotor oder eine stabilere Montage brauchen, das zusätzliche Gewicht kann dann aber zum Problem werden.

Alternativ könnte man die Temperatur erhöhen, dann allerdings könnten unangenehme Nebeneffekte entstehen (gesundheitsschädliche Gasse zum Beispiel), zudem ist die Temperatur aufgrund der Bauart (PTFE Schlauch im Inneren) vieler Hotends auf zirka 250 Grad limitiert. Ein anderer Ansatz ist es, das Filament bereits vor dem Aufschmelzen zu erhitzen. Doch auch hier entstehen Probleme: Normal versucht man das Filament möglichst lange kühl zu halten, damit es nicht weich wird und sich nicht mehr zurückziehen (=retract) lässt.

Dennoch möchte das Forschungsteam an dem Ansatz mit vorgeheiztem Filament arbeiten, insbesondere für Materialien mit höherem Schmelzpunkt (ABS, PETG, PEEK, …) könnte sich dieser Ansatz bezahlt machen. Zudem gibt es noch ein „mechanisches Limit“, den je schneller man versucht den 3D-Drucker zu verfahren, desto mehr Schwingungen treten auf, darunter leidet dann die Druckqualität. Je nach eingesetzter Mechanik kann es auch sein das die Schrittmotoren oder aber die Elektronik bereits am Limit ist. Wer also mit schnellerer Geschwindigkeit drucken will, muss gleich an mehreren Baustellen arbeiten, was insgesamt so teuer werden kann, dass die langsame Druckgeschwindigkeit akzeptabel wirkt.