3D-Druck: Selbstfaltendes Origami aus dem Tintenstrahldrucker

US-Forscher haben ein Verfahren entwickelt, um aus gedruckten 2-D-Mustern dreidimensionale Gegenstände zu machen. Dazu werden ein Tintenstrahldrucker, ein Spezialkunststoff und eine Wärmelampe eingesetzt.

Artikel veröffentlicht am 14. November 2011, 8:38 Uhr, Andreas Donath

Die Polymerfolien falten sich selbst an den schwarzen Linien. (Bild: Michael Dickey, North Carolina State University)

Forscher der North Carolina State University haben eine einfache Methode entwickelt, mit Licht zweidimensionale Muster in dreidimensionale Objekte umzuwandeln. Das Verfahren nutzt vorhandene Materialien und hat das Potenzial, für die Massenproduktion zum Beispiel von Verpackungen eingesetzt zu werden, wie Michael Dickey, Juniorprofessor für chemische und molekularbiologische Technik an der NC State, erklärte.

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Selbstfaltende Kunststoff-Folie mit aufgedruckten Knickfalten. (Bild: Michael Dickey, North Carolina State University)

Die neue Technik kann zahlreiche Objekte, wie Würfel oder Pyramiden, erzeugen, die weder maschinell noch manuell gefaltet werden müssen.

Die Forscher verwenden eine Plastikfolie und bedrucken sie mit einem herkömmlichen Tintenstrahldrucker an den Stellen, an denen sich das Material falten soll. Das Material wird dann zugeschnitten und Infrarotlicht ausgesetzt. Die fett gedruckten schwarzen Linien absorbieren mehr Energie als der Rest des Materials. Dadurch entsteht eine Art Scharnier und das Material faltet sich in dreidimensionale Formen.

Nach Angaben der Forscher können handelsübliche Drucktechniken wie Sieb- oder und Tintenstrahldruck eingesetzt werden. Durch unterschiedlich breite Linien kann der Designer bestimmen, wie weit sich die einzelnen Scharniere falten. So kann der 90 Grad-Winkel für den Würfel oder der 120-Grad-Winkel für eine Pyramide erzeugt werden. Komplexere Strukturen lassen sich durch doppelseitigen Druck herstellen.

Ying Liu, Julie K. Boyles, Jan Genzer und Michael D. Dickey haben ihre Erkenntnisse in der Arbeit "Self-folding of polymer sheets using local light absorption" im Journal Soft Matter Nr. 10 veröffentlicht. Das Forschungsprojekt wurde teilweise vom US-Energieministerium unterstützt.