Visko-elastische Eigenschaft von LAYFOMM Filament – Der Schwamm aus dem 3D-Drucker

Kai Parthy von CC-Products in Köln, hat an der Weiterentwicklung seines PORO-Lay Filaments für den FFF 3D-Drucker gearbeitet und erklärt im folgenden Gastbeitrag, wie er dabei auf neue Verwendungsmöglichkeiten gestoßen ist.

Hallo 3Druck-Leser,

während des gruseligen Sommers in Europa habe ich mich in meinem Labortatorium hauptsächlich mit der Weiter-Entwicklung der POROLAY-Filament-Serie beschäftigt. Das sind die 3D-Drähte, die erst nach dem Drucken ihre kuriosen Eigenschaften zeigen, nämlich nachdem man das Print-Objekt in Wasser gespült hat.

Bei der Suche nach Verwendungsmöglichkeiten von Layfomm stieß ich bei meinen Tests, die Zeit, die man braucht um Layfomm mit Wasser auszuspülen, zu verringern, auf eine nicht gekannte Eigenschaft des Materiales. Trocknet man Layfomm, nachdem man es nur unvollständig gespült hat (also wasserlösliches Polymer verbleibt in den Poren des gedruckten Objektes), so ist das Material zwar schon elastisch, aber das Rückfedern geschieht mit erheblicher zeitlicher Verzögerung, wobei eine Dämpfung stattfindet.

Das nennt man Visko-Elastizität.
Physikalisch gesehen, ist das eine Kombination aus einer Feder und einem Stoßdämpfer (wie beim Fahrwerk eines Autos). Der Dämpfer absorbiert Energie, die Schwingung wird verringert, bis sie gleich Null ist. Im Video gut zu sehen ist der Vergleich zu einem nicht gedämpften Material (ein gummi-elastisches Polyurethan), welches sofort und ohne “delay” zurückfedert.

Die visko-elastsiche Eigenschaft von Layfomm kann man steuern, indem man das Verhältnis von elastischen Polymeren und hochviskosen Materialien im gedruckten Objekt verändert. Denkbar ist hier, die Poren des gespülten Druckobjektes entweder

• unvollständig auszuspülen oder
• wieder aufzufüllen

zB mit Lösungen aus Salzen, Ölen, Glyzerin, in Verbindung mit Lösungsmitteln, hier darf der Forscher frei sein 😉

Denkbar sind Anwendungen wie:

• Speicherung von kleinen Mengen mechanischer Energie
• Schwingungsdämpfung in feuchter und kpl. wässriger Umgebung
• für künstliche Stützstrukturen
• Dämpfungs-Elemente in den Zwischen-Sohlen von Schuhen
• Umwandlung schneller in langsame Bewegungen, etc.

Das Famose an Layfomm 40 jedoch ist, auch noch eine ganz handfeste Verwendung für den > maker at home < zu ermöglichen.

Als Beispiel habe ich einen wohlbekannten Schwamm im Design-Programm gezeichnet und ausgedruckt. Nach zwei Tagen im Wasserbad war Bob der Schwamm dann fertig.

Im Video und Bildern sind die Schritte zu seiner Entstehung kurz gezeigt.

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POROLAY-Serie: Bisher gibt es die Filamente LAYFOMM 40/60 und GELLAY schon bei einigen Händler zu kaufen. Ich werde aber demnächst (soweit alles gut geht) beginnen, auch noch LAYTEKKKS zu produzieren, welches weniger weich und elastisch ist, nachdem man es in Wasser gespült hat, sondern eher eine filzartige Struktur besitzt. Diese ist, wenn getrocknet, sehr fein und fühlt sich ein wenig wie Papierflies oder Tuch an. Dünn gedruckt, also nur wenige Layer dick, ist es biegsam wie Stoff und saugt auch Farbe auf, lässt sich mit Stiften beschriften oder auch bestempeln.

Stempeln: ist ein kleiner Hinweis auf meine uralt-analog-Erfindung aus den Neunzigern: >>> Hack Your Stamp <<< wirklich jeden Stempel zu Hause selbermachen (gibts beim online-händler-bay)

Schöne Grüße von Kai Parthy

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(c) Pictures & Link: Kai Parthy, CC-Products / Köln