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Stereolithografie: US-Forscher entwickeln ultraschnelles 3D-Druck-Verfahren

Beim 3D-Druck werden Objekte aus vielen Schichten aufgebaut, was meist sehr lange dauert. US-Forscher haben einen wahren 3D-Drucker entwickelt: Er schafft ein Objekt mit einer Belichtung.

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3D-gedrucktes Universitäts-Logo: Harz härtete am Boden aus.
3D-gedrucktes Universitäts-Logo: Harz härtete am Boden aus. (Bild: Evan Dougherty/UMich)

Schneller drucken ist das Ziel von Wissenschaftlern der Universität von Michigan in Ann Arbor: Sie haben ein 3D-Druck-Verfahren entwickelt, mit dem Werkstücke in deutlich kürzerer Zeit aufgebaut werden können als bisher. Die Druckgeschwindigkeit soll bis zu 100-mal so schnell sein wie bei bisherigen Verfahren.

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Das Verfahren, das die Forscher in der Fachzeitschrift Science Advances beschreiben, beruht auf der Stereolithographie (SLA). Dabei werden Objekte aus einem flüssigen Kunstharz aufgebaut. Das Harz härtet aus, wenn es Licht mit einer bestimmten Wellenlänge ausgesetzt wird. Es befindet sich in einem Behälter auf der Basis. In der Basis sitzt eine Lichtquelle, im Allgemeinen ein Laser, die das Harz von unten beleuchtet.

Das Team um Timothy Scott und Mark Burns setzt statt eines Lasers blaue Leuchtdioden (Light Emitting Diodes, LED) und ultraviolettes (UV) Licht ein sowie ein Harz, das beide Wellenlängen besonders gut absorbiert. Wird das Harz dem blauen Licht ausgesetzt, härtet es aus. Das UV-Licht hingegen verhindert das Aushärten, auch Polymerisation genannt. Je heller die Lichtquellen sind, desto tiefer durchdringen sie das Harz.

Die Forscher schicken durch den gläsernen Boden der Wanne mit dem Harz UV-Licht und Muster aus hellem und weniger hellem blauem Licht. Das blaue Licht polymerisiert das Harz, während das UV-Licht verhindert, dass das Harz am Boden der Wanne polymerisiert - das sei anfangs ein Problem gewesen, sagen die Forscher.

Bisher wurde bei SLA ein Objekt schichtweise aufgebaut: Eine Schicht wird gehärtet, das Objekt um eine Schichtdicke aus dem Harz gezogen, dann die nächste Schicht gehärtet und so weiter. Das neue Verfahren hingegen ermöglicht es beispielsweise, ein Flachrelief mit einer Belichtung herzustellen. In dem Sinne sei ihr System "einer der ersten echten 3D-Drucker überhaupt", sagt Burns. Damit haben die Forscher bereits ein kleines Boot, ein Gitter sowie das Logo der Universität aufgebaut.

Das neue Verfahren hat einen weiteren Vorteil: Da über das UV-Licht ein relativ großer Bereich geschaffen wird, in dem das Harz nicht polymerisiert, können dickere Harze, die zusätzlich mit Additiven verstärkt werden, eingesetzt werden. Dadurch werden die 3D-gedruckten Objekte stabiler und haltbarer.

Wann das neue SLA-Verfahren marktreif ist, haben die Wissenschaftler nicht gesagt. Die Universität hat aber drei Patentanträge eingereicht, und Scott bereitet die Gründung eines eigenen Unternehmens vor.

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Anonymer Nutzer 28. Jan 2019

ja, naja. bis du das gezeigte "M" vom schmodder befreit hast, hat auch ein FDM drucker...

Aluz 28. Jan 2019

Jaaa, und dann gehts los mit der Feile, dem Dremel. Wenn das denn eine Option ist. Das...

Aluz 28. Jan 2019

Wenn ich mich recht erinnere ist die Technik doch etwas anders. Die vor 2-3 Jahren hatten...

Aluz 28. Jan 2019

Da hatte ich gerade auch drueber nachgedacht. Wuerde sagen das sind 3D Plotter, weil die...

adjust-IT 26. Jan 2019

Nachdem das keine nicht-linearen Effekte sind, isr diese Aussage sicherkich nicht...


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