Einem wissenschaftlichen Mitarbeiter der US-Universität Purdue ist es gelungen, mit Hilfe von 3D-Metalldruck einen Würfel aus Aluminium zu entwicklen, der es schafft, bei einem Gewicht von 3,5 Gramm das 105.000-fache seines Eigengewichts zu tragen.

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Der wissenschaftliche Mitarbeiter und Labortechniker Dahlon P. Lyles, von der Purdue University in West Lafayette (Indiana, USA), der zugleich bei 3rd Dimension Industrial 3D Printing als Associate Engineer arbeitet, hatte sich im Rahmen seiner wissenschaftlichen Arbeit zu einer Machbarkeitsstudie für die Fertigung von Gitterstrukturen aus Aluminium mit dem 3D-Drucker entschlossen.

Durckbelastung Objekt aus 3D-Metalldrucker
Bei dem Belastungstest hält der Würfel einer Druckbelastung von über 400 Kilogramm stand (Bild © 3dprint.com).

Die Gitterstruktur vereint die Vorteile einer höheren Festigkeit bei gleichzeitiger Reduzierung des Gewichts und Materialeinsatzes. Das Ergebnis ist ein mit dem 3D-Metalldrucker gedruckter Gitterwürfel der bei einem Gewicht von 3,9 Gramm über eine Tragfähigkeit von 408 Kilogramm verfügt.

Bei der Umsetzung seiner Idee setzte Lyles auf den ProX 200 3D-Drucker von 3D Systems. Der 3D-Drucker wurde mit der Aluminiumlegierung ALSi 12 gefüllt und anschließend als Würfel ausgedruckt. Entworfen wurde der Würfel mit der 3D-Software Solidworks. Der Labortechniker plant über Weihnachten einige verschiedene Gitterstrukturen auszuprobieren. In seinem ersten Test konnte der Würfel ein Mann mit 75 Kilogramm Körpergewicht tragen ohne zu brechen.

Das Team entschied sich schließlich zu einem umfassenden Test, um herauszufinden, welches Maximalgewicht von derartigen Würfeln maximal getragen werden kann. Mit einer maximalen Tragfähigkeit von 408 Kilogramm erreichte der Würfel schließlich eine Tragfähigkeit von dem 105.000-fachen seines Eigengewichts. Der 3D-Würfel eröffnet der Industrie tausende Möglichkeiten der Anwendung, so Lyles über seine Forschungen.

Mann stellt sich auf Würfel
Beim seinem ersten Test erreichte der Würfel aus Aluminium eine Belastbarkeit von ca. 75 kg (Bild © 3dprint.com).

Ein ähnliches Projekt, gitterförmige Würfel mit dem 3D-Drucker auszudrucken, ist das Projekt Cella. Cella hingegen verfolgt das Ziel ungenutzte Grünflächen in Großstädten zu bepflanzen. Die Cellas bestehen aus einer wabenförmigen Strukur und werden ebenfalls mit dem 3D-Drucker hergestellt.

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