Neues 3D-Druck-Verfahren mit Nahinfrarot ermöglicht den Druck mehrerer Materialien und Farben

Eine Forschungsgruppe unter der Leitung von Dr. Jose Marques-Hueso vom Institute of Sensors, Signals & Systems an der Heriot-Watt University in Edinburgh hat eine neue Methode des 3D-Drucks entwickelt, bei der Nahinfrarot (NIR) eingesetzt wird, um komplexe Strukturen aus verschiedenen Materialien und Farben zu erzeugen.

Dr. Marques-Hueso erklärt: “Das Neue an unserer neuen Methode, die noch nie zuvor angewandt wurde, besteht darin, dass wir die NIR-Unsichtbarkeitsfenster der Materialien nutzen, um in einer Tiefe von über 5 cm zu drucken, während die herkömmliche Technologie eine Tiefenbegrenzung von etwa 0,1 mm hat. Das bedeutet, dass man mit einem Material drucken und später ein zweites Material hinzufügen kann, das an einer beliebigen Stelle des 3D-Raums verfestigt wird, und nicht nur auf den Außenflächen.

Die Fused Deposition Modelling (FDM)-Technologie war bereits in der Lage, Materialien miteinander zu vermischen. Doch sie hat eine niedrige Auflösung und sichtbare Schichten. Im Gegensatz dazu liefert diese neuartige Technik glatte Proben mit Auflösungen unter fünf Mikrometern.

Dr. Adilet Zhakeyev, ein Doktorand an der Heriot-Watt University, der seit fast drei Jahren an dem Projekt arbeitet, fügt hinzu: “Die Fused Deposition Modelling (FDM)-Technologie war bereits in der Lage, Materialien miteinander zu vermischen, aber FDM hat eine niedrige Auflösung, bei der die Schichten sichtbar sind, während lichtbasierte Technologien wie die Stereolithografie glatte Proben mit Auflösungen unter fünf Mikrometern liefern können.”

Die Methode ist auch kostengünstig, sagt Dr. Marques-Hueso: “Ein klarer Vorteil dieser Technik ist, dass die komplette Maschine für weniger als 400 £ gebaut werden kann. Einige andere fortschrittliche Technologien, die Laser verwenden, wie die Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP), erfordern teure ultraschnelle Laser in der Größenordnung von Zehntausenden von Pfund, aber das ist bei uns nicht der Fall, weil unsere speziellen Materialien die Verwendung preiswerter Laser ermöglichen.”

Die Ergebnisse dieses Forschungsprojekts, das vom Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) mit 280.000 £ gefördert wurde, wurden in der Fachzeitschrift Applied Materials Today veröffentlicht.