Der 3D-Druck hat sich schon in vielen Bereichen als nützlich erwiesen und weitet seine Anwendungsfelder mit fortschreitender technologischer Entwicklung in beinahe alle Bereiche aus. Es gibt jedoch einen Haken. Der Druck braucht bei vielen 3D-Druckverfahren noch viel Zeit. Die neue, auf Holographie-basierte Methode, soll dies ändern. Forscher haben das Verfahren vorgestellt und Objekte damit in wenigen Sekunden gedruckt. Das vielversprechende Verfahren wird im Moment entwickelt und optimiert. Wir stellen es vor.

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3D-Drucker haben sich bereits in vielen Bereichen als nützlich erwiesen. In der Medizin, wo sie unter anderem Operationsvorbereitungen verbessern oder Verbände hervorbringen, die den Heilungsprozess noch besser unterstützen. Oder in der Automobilindustrie, wo man nicht mehr erhältliche Autoteile mit dem 3D-Drucker nachdruckt. Bei all den Vorteilen gibt es aber einen Nachteil: der Druck benötigt noch immer vergleichsweise viel Zeit. Bei der additiven Fertigung wird eine sehr feine Schicht auf die andere feine Schicht gedruckt, härtet aus und es erfolgt die nächste Ebene. Das dauert.

Dank einer neuen holografischen Drucktechnik ist es möglich, einen kompletten 3D-Druck in nur einer oder zwei Sekunden zu erledigen. Um zu bewirken, dass eine Harzschicht in einem Modell härtet, nutzen lichtbasierte 3D-Druckverfahren generell Laser.

Wie bei Extrusionsdruckern müssen sie dies aber Schicht für Schicht tun. Wenn der Laser durch das flüssige Harz komplett hindurch strahlt, würde eine große Reihe aushärten.  Aber was, wenn mehrere schwächere Laser durch das Harz strahlen, von denen keines stark genug wäre, um es zu härten, außer wenn sich alle überschneiden? Das ist die Technik, die ein Team von Forschern des Lawrence Livermore National Laboratory  entwickelt hat.

Die Grundidee wird in verschiedenen anderen Bereichen angewendet. Durch vorsichtiges Überlappen von schwachen Lichtstrahlen, Schall oder Radiation kann man ein gewähltes Maß einer kritischen Menge aussetzen, während andere Bereiche weitgehend unberührt bleiben.

In diesem Fall müssen die drei Lichtstrahlen sorgfältig strukturiert werden, um sich nur zu überkreuzen und eine konstruktive Interferenz in den exakten Punkten zu erzeugen, die verfestigt werden müssen. Und wenn es einmal strukturiert ist, dauert es nur eine Handvoll Sekunden, bis das Harz ausgehärtet ist. Ein paar andere Techniken haben so etwas versucht, waren aber nicht in der Lage, komplette 3D-Formen wie diese zu erstellen.

Im Vergleich zu dem, was man von den meisten kommerziellen 3D-Druckern kennt, ist es noch immer etwas grob. Doch das war zu erwarten.

„Mit dieser Arbeit haben wir einen soliden ersten Versuch unternommen, um zu demonstrieren und zu beweisen, dass 3D-Fertigung auf einmal möglich ist“, sagte der leitende Forscher Maxim Shusteff. „Daher haben wir die Leistungsmesswerte (Geschwindigkeit, Build-Größe, Auflösung, Komplexität) noch nicht an ihre Grenzen gesetzt.“

Letztendlich wird die „Auflösung“ durch das kleinste Stück Harz bestimmt, das zuverlässig verfestigt werden kann, was mit einer Reihe von chemischen und optischen Faktoren zu tun hat. Es wäre verfrüht, darüber zu spekulieren, was diese Lösung sein könnte, aber aus den bereits erzielten Ergebnissen scheint klar, dass sie sicherlich für die Komplexitätsstufen funktionieren wird, für die 3D-Drucker bereits verwendet werden.

Shusteff und seine Kollegen vom LLNL, MIT, Berkeley und der University of Rochester wollen diese vielversprechende Technik weiter entwickeln. Von kommerzieller Anwendung ist die Technik noch weit entfernt. Es werden sich aber sicher Interessenten finden, die auf den 3D-Druck eines Objekts nicht mehr Stunden oder Tage warten wollen, sondern ihn gerne in wenigen Sekunden parat hätten. Wenn es weitere Neuigkeiten zu diesem Thema gibt, werden wir auf unserer Themenseite „Geschwindigkeit von 3D-Druckern„, die sich mit Forschungen und Entwicklungen zur Optimierung der Geschwindigkeit von 3D-Druckern beschäftigt, berichten. Abonnieren Sie unseren Newsletter, um auf dem Laufenden zu bleiben.

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