Der 3D-Druck mit Ultraschall wird fortlaufend von Unternehmen und Forschungseinrichtungen untersucht und weiterentwickelt und bietet uns so ein spannendes Blickfeld auf eine interessante Technologie aus dem Bereich der additiven Fertigung. Diese Seite bietet interessierten Lesern einführende Informationen zum 3D-Druck mit Ultraschall, stellt Ultraschall-3D-Drucker vor und berichtet über alle technologischen Neuheiten zum 3D-Druck mit Ultraschall.
Ultraschall bzw. Ultraschallwellen kommen sowohl in der Natur vor, werden aber auch von Menschen für medizinische Zwecke und technische Verfahren verwendet. Bei der medizinischen Ultraschalluntersuchung sprechen Fachleute von der Sonographie. Diese Untersuchung kann unter anderem zur Beurteilung von gesundheitlichen Problemen verschiedener Organe, Weichteile und muskulären Strukturen durchgeführt werden.
Die durch die Ultraschallwellen erzeugten Töne nimmt der Mensch akustisch nicht mehr wahr, da sie über einer Frequenz von 16 kHz liegen. So korrespondieren beispielsweise Wale, Mäuse und Fledermäuse mit Ultraschallwellen.
Zugleich wird der Ultraschall bzw. die Ultraschallwellen je nach Art und Material des Hindernisses entweder reflektiert, absorbiert, gestreut oder er tritt durch das Hindernis hindurch. Letzteres bezeichnet man als Transmission.
Auch für den 3D-Druck wird der Ultraschall mittlerweile eingesetzt. So hat beispielsweise das litauische Unternehmen Neurotechnology ein Verfahren entwickelt, bei dem Ultraschallwellen für Manipulationen beim Aufbau von Objekten eingesetzt werden. An den Universitäten Bristol und Sussex wurden Materialien entwickelt, die mit Hilfe des 3D-Drucks den Ultraschall verformen können. Das Unternehmen Fabrisonic hat mittlerweile mindestens zehn US-Patente für die additive Fertigung angemeldet, so unter anderem auch für seine Ultraschall-Additiv-Fertigung (UAM). So ist beispielsweise der von Fabrisonic hergestellte 3D-Drucker SonicLayer 4000 mit der UAM-Technologie ausgestattet. Diese Aufzählung ließe sich noch wesentlich weiter fortsetzen.
Auch in Zukunft wird der Ultraschall bei der Weiterentwicklung des 3D-Drucks eine interessante Rolle spielen, erkennen doch immer mehr Unternehmen das Potenzial, welches in beiden Technologien steckt. Wir von 3D-grenzenlos werden Sie darüber auch in Zukunft in unserem kostenlosen Newsletter zum 3D-Druck, aber auch auf dieser Themenseite selbst, über alle Neuheiten informieren (kostenlos zum Newsletter anmelden).
Forscher der Concordia University in Kanada haben ein 3D-Druckverfahren namens „Direct sound printing“ (DSP) vorgestellt, das den 3D-Druck im menschlichen Körper mit Hilfe von Schallwellen möglich macht. Dabei verwenden sie ein Harz auf Siliziumbasis. Die Forscher erhoffen sich davon hilfreiche Anwendungen in der Medizin.
Forscher aus Großbritannien der Universitäten Bristol und Bath haben ein neues 3D-Druckverfahren namens Sonolithographie entwickelt. Die Methode zielt auf medizinische Anwendungen, dem Bioprinting, ab und macht und ermöglicht es mit computergesteuertem Ultraschall präzise vorbestimmte Muster auf Oberflächen aus Aerosoltröpfchen oder -partikeln herstellen. Die Sonolithographie lässt sich neben der Medizin und in der Elektronik einsetzen.
Die Nachbearbeitung von mit FDM-3D-Druckern hergestellten Objekten auf industriellem Standard ist ein aufwendiger Prozess. Das US-amerikanische Unternehmen Omegasonics hat dafür jetzt eigenen Ankündigungen zufolge neue Technologien für die schnellere und präzise Reinigung der 3D-Objekte angekündigt. Mit den angekündigten Ultraschallreinigungstechnologien soll die Nachbearbeitung deutlich schneller möglich werden und der Kunde deutlich früher seine gedruckten Objekte erhalten.
Das Schweizer Biotech-Unternehmen mimiX Biotherapeutics hat mit dem cymatiX den eigenen Angaben zufolge ersten akustischen Biodrucker vorgestellt. Dieser fertigt mit Schallwellen schnell und kosteneffizient mehrzellige funktionelle Gewebekonstrukte an. Er wird ab Mai 2021 erhältlich sein und soll laut den Entwicklern die Biofabrikation auf „den nächsten Level“ bringen.
Das in Ohio ansässige Unternehmen und Hersteller für 3D-Drucker Fabrisonic, wird auf der kommenden RAPID+TCT 2019, die vom 20. bis 23. Mai stattfindet, sein neues Metall-3D-Druck-Fertigungssystem SonicLayer 1200 vorstellen. Dieses arbeitet mit der vor zwei Jahren patentierten UAM-Technologie. Wir stellen den SonicLayer 1200 von Fabrisonic einmal genauer vor.
Francesco Simonetti ist Professor für Luft- und Raumfahrttechnik an der University of Cincinatti und Experte auf dem Gebiet von Schallwellen. Für die zerstörungsfreie Prüfung (NDE-Verfahren) von Metallteilen aus dem 3D-Drucker verwendete Simonetti jetzt zusätzlich Eis und konnte so Verbesserungen bei den 3D-gedruckten Bauteilen erzielen. Für den praktischen Test seiner Forschungsarbeit lies er sich extra eine Maschine bauen.
Ein Forscherteam der Purdue University hat einen 3D-Drucker entwickelt, der in der Lage ist, energetische Materialien in kürzester und in detailreichen Formen zu drucken. Für das neuartige Verfahren setzen die Wissenschaftler auch hochamplitude Ultraschallschwingungen. Wir haben uns das umweltfreundliche und günstigere Gerät, sowie das 3D-Druckverfahren, einmal genauer angesehen.
Ein Team von Forschern der Harvard University hat ein 3D-Druckverfahren mit dem Namen „Acoustophoretic printing“ entwickelt. Hierbei werden Flüssigkeiten mittels Schallwellen auf Trägermaterial gedruckt. Das Ergebnis der dazugehörigen Studie kann online nachgelesen werden und stellen wir hier einmal kurz vor.
Der Sportartikelhersteller New Balance verwendet Ultraschallgeräte und Siebe (Ultraschall-Siebung), um einen hohen Pulverdurchsatz für Zwischensohlen aus dem 3D-Drucker zu erreichen. Im Jahr 2013 stieg das Unternehmen in den 3D-Druck von Schuhen und Bestandteilen davon ein. Mit dem Vibrasonic Deblinding System von RUSSELL Finex konnten jetzt wichtige Prozessschritte von mehreren Stunden auf bis zu 10 Minuten reduziert werden.
Ein Forscherteam der University of Bristol hat einen Levitator entwickelt, der mit einem 3D-Drucker und einigen zusätzlichen Elektronikbauteilen leicht nachgebaut werden kann. In diesem Beitrag informieren wir Sie über die Einzelheiten des TinyLev Leviators.
Das litauische Unternehmen Neurotechnology entwickelt einen 3D-Druck-Prozess, bei dem Ultraschallwellen eingesetzt werden. Diese sorgen für Manipulationen, die zum Aufbau von Objekten genutzt werden. Eigens dafür soll auch ein 3D-Drucker gebaut werden. Das Ultraschall-3D-Druckverfahren wurde zum Patent angemeldet.
Wissenschaftler der Universitäten von Bristol und Sussex stellten fest, dass sich durch symmetrische Metamaterialien Licht- und Mikrowellen um Objekte herum lenken lassen. Dafür entwickelten sie unter anderem ein modulares akustisches Metamaterial und nutzten für die Herstellung der ableitenden Objekte die 3D-Drucker.
Das im US-Bundesstaat Ohio ansässige Metall-3D-Druck-Unternehmen Fabrisonic LLC nunmehr sein 10. US-Patent für den Bereich der additiven Fertigung angemeldet. Wir stellen es vor.