Forschern aus Deutschland von der Universität Duisburg-Essen haben einen Weg gefunden mit Laser-3D-Druckern in Farbe zu drucken. Dabei statteten sie das für den 3D-Druck verwendete Polymerpulver mit Nanopartikeln aus. Wie genau der Prozess abläuft und welche Vorteile er mit sich bringt fassen wir in diesem Artikel zusammen.

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3D-Laserdruck ist seit Jahren in vielen Bereichen der Industrie im Einsatz. Viele der Laser-3D-Drucker drucken jedoch nur weiß und sind teuer. Kompaktere Geräte für den Tisch drucken nur schwarz. Forschern der Uni Duisburg-Essen ist es nun gelungen, in Farbe zu drucken, wie die Universität in einer Pressemitteilung erklärt. Ihre Arbeit mit dem Titel „Plasmonic Seasoning: Giving Color to Desktop Laser 3D Printed Polymers by Highly Dispersed Nanoparticles“wurde im Fachmagazin „Advanced Optical Materials“ veröffentlicht.

Details zum Verfahren

„Die Nanopartikel sitzen fest auf der Oberfläche der Pulverkörnchen und sind nicht nur hineingemischt. So ergibt schon eine Prise von ihnen eine gleichmäßige Farbe“, erklärt Gökce.

Material für den Farb-3D-Druck
Der Pulver-Rohstoff beschichtet mit unterschiedlichen Nanopartikeln für den laserbasierten 3D-Druck in verschiedenen Farben (Bild © Universität Duisburg-Essen).

Statt CO2-Lasern, die oft in der Industrie genutzt werden, verwendeten die Forscher günstigere Dioden-Laser. Mit dem üblichen Polymerpulver wird das Ergebnis laut Team-Mitglied Bilal Gökce weiß. Es werden alle Wellenlängen des sichtbaren Lichts reflektiert, wobei das leider auch mit den Wellenlängen des Dioden-Laser geschieht. Eine Veränderung musste her, wenn der farbige 3D-Druck gelingen sollte.

Die Forscher beschichteten die Pulverkörnchen mit Nanopartikeln aus Silber. Materialien haben im Nanobereich überraschende Eigenschaften. Silber erscheint gelb, Gold rot bis violett. Das vorher weiße Polymer wurde so gelb. Die Strahlung des Diodenlasers wird besonders gut von gelben Objekten absorbiert, wodurch das weiße Polymer gelb wurde. Fertig war der erste laserbasierte 3D-Druck in Farbe. Forschern aus Spanien ist es vor zwei Jahren gelungen, mit Photostabilisatoren Farbeinschränkungen beim SLS-3D-Druck zu reduzieren.

Farbe und Wirkung

Den Forschern zufolge ist bei diesem Verfahren jede Farbe möglich, wenn dazu die jeweiligen Nanopartikeln gewählt werden, die die gewünschte Farbe wiedergeben. Dass am Ende die Objekte mit der antibakteriellen Wirkung von Silber und magnetischen Eigenschaften von Eisenoxid ausgestattet sind, ist ein Bonus dieses Verfahrens.

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