Nach mehrjährigen Forschungen ist einem chinesischen Team von Wissenschaftlern der City University of Hong Kong ein Durchbruch beim 4D-Druck von Keramik gelungen. Die entstandenen Keramiken haben ein komplexes Design und sind äußerst robust. Wissenschaftler sprechen bereits von einer „Revolution in der Materialforschung“ und nennen bedeutende Einsatzbereiche für das 4D-Druckverfahren von Keramik.

Anzeige

Von einem Forscherteam der City University of Hong Kong (CityU) wurde jetzt ein 4D-Druckverfahren entwickelt, mit dem Objekte und Strukturen aus Keramik additive gefertigt werden können, die über ein komplexes Design verfügen und mechanisch robust sind. Dies gleicht einer „Revolution in der Materialforschung“ lassen die Wissenschafter in einem am 17.04.2018 bei bei „Science Advances“ veröffentlichten Forschungsarbeit unter dem Titel „Origami and 4D printing of elastomer-derived ceramic structures“ verlauten.

4D-Druck = 3D-Druck + Zeit

Der 4D-Druck kombiniert dreidimensionale Objekt mit dem Faktor Zeit. Das bedeutet, dass Objekte im Zeitverlauf mittels äußerer Einwirkung wie mechanischer Kraft, Temperatur oder eines Magnetfeldes sich neu formen oder selbst zusammensetzen können. Handelt es sich dabei um Objekte die additive gefertigt werden, so spricht man vom 4D-Druck. Die Forscher aus Hong Kong entwickelten bei ihrem Verfahren eine „keramische Tinte“, die aus Polymeren und keramischen Nanopartikeln besteht. Alle mit dieser Tinte per 3D-Drucker hergestellten Keramikvorläufer sind elastisch und lassen sich dreimal über ihre eigentliche Länge hinausziehen, was komplexes Formen wie bei einer Origami-Faltung ermöglicht.

Origami Figur mit 4D-Druck Keramik
Das Forscherteam nutzte die gespeicherte Elastik-Energie der gestreckten Vorläufer zur Formgebung. Bei Freisetzung der gestreckten keramischen Vorläufer werden sie selbst umgestaltet (Bild © City University of Hong Kong).

Das Forscherteam nutzte die gespeicherte Elastik-Energie der gestreckten Vorläufer zur Formgebung. Bei Freisetzung der gestreckten keramischen Vorläufer werden sie selbst umgestaltet. Die Vorprodukte werden nach einer Wärmebehandlung zur Keramik. Das Ergebnis ist eine Elastomer-Keramik, die eine mechanische Robustheit besitzt und in großen Größen mit hoher Festigkeit gefertigt werden kann.

Viele Einsatzbereiche für Keramik-4D-Druck denkbar

Über 2,5 Jahre lang forschte das Team mit dem Ziel, die Grenzen der existierenden Materialien zu überwinden und das 4D-Keramiksystem zu entwickeln. Ein vielversprechender Anwendungsbereich sind elektronische Geräte. Auch Wissenschaftler in Singapur beschäftigen sich schon länger mit dem 4D-Druck und testen ihn auf mechanische Eigenschaften. Im Gegensatz zu metallischen Werkstoffen haben keramische Werkstoffe eine deutlich bessere Leistung bezüglich der Übertragung elektromagnetischer Signale.

Keramische Produkte werden mit dem Start von 5G-Netzwerken eine zentralere Rolle bei der Fertigung elektronischer Produkte spielen. Verbraucher erhalten dank des künstlerischen Charakters der Keramik die Chance, individuelle Handy-Gehäuserückseiten herzustellen.

gedrucktes Objekt aus Keramik
Zu den Forschungen aus China wurde ein Artikel auf Science Advances veröffentlicht (Bild © City University of Hong Kong).

Die 4D-gedruckte Keramik habe darüber hinaus hohes Potenzial, als Antriebskomponente in der Luft– und Raumfahrt eingesetzt zu werden. In einem nächsten Schritt sollen die mechanischen Eigenschaften des Materials, wie zum Beispiel eine Verminderung seiner Sprödigkeit, noch weiter verbessert werden.

Forschern aus China von der Chinese Academy of Sciences (CAS) gelang es außerdem kürzlich, den Einsatz von 3D-Druck mit Keramik in Schwerelosigkeit zu verbessern. Nutzen Sie unseren Newsletter zur additiven Fertigung, um auch weiterhin über alle Entwicklungen in diesem Bereich auf dem Laufenden zu bleiben (hier kostenlos abonnieren).

4D-Druck von Keramik im Video

Anzeige

TOP 10 verkaufte 3D-Drucker der 37. Kalenderwoche 2019

Platzierung diese WochePlatzierung letzte WocheGerätAktionspreisAktion / GutscheinZum ShopLagerDetailsMehr InfosGültig bisRabattierte Stückzahl
1 (+7)7Alfawise U30 Pro196,90 €Flash SalekaufenChina15.07.201950
2 (+-0)2Alfawise U30143,20 €

GBEUWU30

kaufenEU (Fast-23)- Bestes Preis-Leistungs-VerhältnisTestbericht lesen15.07.201950
3 (-2)1Creality3D – Ender 3157,52 €

6QQB3QASL0

kaufenChina (CN-099)- Bestes Preis-Leistungs-Verhältnis
- TOPSELLER 2018
Testbericht lesen15.07.201950
4 (-1)5Creality3D CR-10S Pro501,20 €Flash SalekaufenChina (CN-099)15.07.201950
5 (-2)3Creality3D Ender – 3X196,01 €Flash SalekaufenChina (CN-099)15.07.201950
6 (-2)4Alfawise U20239,76 €Flash SalekaufenEU (Fast-23)- SCHNELLER VERSAND AUS EU!Testbericht lesen15.07.201950
7 (NEU)-Zonestar P802QR2179,00 €Flash SalekaufenChina (CN-099)15.07.201950
8 (NEU)-Alfawise U20 Pro420,65 €Flash SalekaufenChina (CN-099)15.07.201950
9 (+1)10Alfawise U20 Plus337,44 €

GBU20PLUS

kaufenChina (CN-099)- Neuer 3D-Drucker15.07.201950
10 (Wiedereinsteiger)10+Creality3D - Ender 3 PRO209,05 €

GBEnder3pro

kaufenChina (CN-099)- Steigende Nachfrage15.07.201950
OUT (-4)6Anet A8133,20 €Aktion beendet.kaufenChina- Beliebter KlassikerABGELAUFENAktion beendet.
OUT (-2)9Creality3D CR - 10S346,32 €Aktion beendet.kaufenEU (Fast-23)- Umfangreiche AusstattunglesenABGELAUFENAktion beendet.
OUT (-1)10Two trees Saphir S351,00 €Aktion beendet.kaufenChina- Neuer 3D-DruckerABGELAUFENAktion beendet.
OUTOUTAlfawise C10 Graviermaschine144,00 €Aktion beendet.kaufenChinaGraviermaschineABGELAUFENAktion beendet.
OUTOUTTronxy X5S262,44 €Aktion beendet.kaufenEU (Fast-08)ABGELAUFENAktion beendet.
OUTOUTEasythreed Mini108,00 €Aktion beendet.kaufenChinaABGELAUFENAktion beendet.
OUTOUTKOHON KH01320,40 €Aktion beendet.kaufenEU (Fast-23)ABGELAUFENAktion beendet.
OUTOUTTronxy X5S – 400323,63 €Aktion beendet.kaufenChinaABGELAUFENAktion beendet.
OUTOUTTevo Flash395,55 €Aktion beendet.kaufenChinaABGELAUFENAktion beendet.
OUTOUTAlfawise C10152,82 €Aktion beendet.kaufenChina- Graviermaschine als ideal Ergänzung für jede Makers-WerkstattABGELAUFENAktion beendet.
OUTOUTTronxy X5251,71 €Aktion beendet.kaufenEU (Fast-08)ABGELAUFENAktion beendet.
OUTOUTGEEETECH A20M332,62 €Aktion beendet.kaufenChinaABGELAUFENAktion beendet.
OUTOUTJGAURORA A5S134,84 €Aktion beendet.kaufenChinaABGELAUFENAktion beendet.
OUTOUTAnet A6144,73 €Aktion beendet.kaufenEU- Beliebter KlassikerlesenABGELAUFENAktion beendet.
OUTOUTJGAURORA A5X332,62 €Aktion beendet.kaufenEUlesenABGELAUFENAktion beendet.

Gutschein-Code funktioniert nicht? Hier melden | Alle 3D-Drucker-Gutscheine | 3D-Drucker kaufen


Newsletter – 3D-Drucker-News per E-Mail:

Zur Anmeldung und Anmeldeinformationen