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Bahnbrechende Fortschritte in der 3D Druck Dienstleistung

Wie Sie in unseren News schon häufiger lesen konnten, ist ein Ende der rasanten Entwicklung aller moderner 3D Druck Verfahren noch nicht absehbar. Im Gegenteil, die Entwicklung dieser Art der Technologie scheint sich weltweit noch immer mehr zu beschleunigen. Fast jeden Tag erreichen uns Nachrichten über neue Durchbrüche in der faszinierenden 3D Druck Dienstleistung. Teilweise erinnern einige Fortschritte der 3D Druck Dienstleister und Forscher bereits an Science Fiction.

Erinnern Sie sich noch an den Film „Das fünfte Element“? In diesem Streifen von Luc Besson aus dem Jahre 1997 wird die Hauptdarstellerin Milla Jovovich mit Hilfe einer Art 3D Drucker aus einer DNS Information „geschaffen“. Das ist 20 Jahre her und trotzdem haben viele Filmfreunde die faszinierende Szene noch vor Augen. Natürlich bleiben wesentliche Elemente dieser Szene noch weiterhin reine Zukunftsmusik. Dennoch bewegen sich die Studenten, Forscher und Entwickler weltweit mit riesigen Schritten auf bisher fast unvorstellbare Produktionsformen zu.

Zukunftsfähiger 3D Druck

Welche zwei Faktoren machten die Szene im Film so besonders? Das war einerseits die Produktion menschlichen organischen Gewebes und andererseits die unglaubliche Geschwindigkeit, mit der dieser Vorgang in dieser Art 3D Drucker ablief. In einer unserer letzten News berichteten wir vom Durchbruch von Studenten der LMU und TU München, die es geschafft hatten, lebende Zellen per 3D Druck miteinander zu verbinden, mithin also zu drucken. 
Die Arbeitsgruppe hatte damit den ersten Preis am MIT für Durchbrüche in 3D Druckverfahren erzielt.

Preiswerter und schneller 3D Druck

Damit hat sich also die erste der Vorhersagen des Films erfüllt, zumindest im Ansatz. Die zweite Vorhersage behandelt einen wesentlichen Faktor in der 3D Druck Dienstleistung, nämlich die Geschwindigkeit, mit der 3D Prototypen oder 3D Bauteile gedruckt werden können. Trotz der hohen Geschwindigkeit der rechnergesteuerten Laser oder Düsen zum Auftragen bzw. Zusammenfügen der Filamente und anderen Werkstoffe, dauert es immer noch eine geraume Zeit, bis ein 3D Bauteil fertig erstellt werden kann. Die Schichten, aus denen sich die Bauteile zusammensetzen, sind eben zumeist hauchdünn, entsprechend hoch ist die Zahl der Durchgänge, die der 3D Drucker ableisten muss, bevor das Stück fertiggestellt ist.

Perfekter 3D Druck um Faktor 10

Jetzt jedoch ist auch hier ein sensationeller Fortschritt zu verzeichnen. Und waren es eben noch deutsche Studenten, die am MIT den Preis abräumten, sind es jetzt Forscher des MIT selber, die den Durchbruch bekanntgeben. Um den Faktor 10 haben sie die Geschwindigkeit des 3D-Druckvorgangs bei den FDM-Verfahren beschleunigen können. Sie erinnern sich, beim Fused Deposition Modeling oder auch Fused Filament Fabrication (FFF) wird ein Endlosfaden Filament wie z.B. ABS-Kunststoff auf 130 Grad erhitzt und durch eine etwa 100 Grad heißere Düse herausgepresst und Schicht für Schicht aufgetragen.

Dabei verschmilzt die höhere Schicht jeweils mit der unteren und Werkteile hoher Präzision können mit dieser preiswerten 3D Druck Dienstleistung entstehen. Die Forscher am MIT haben jetzt ein Brillenmodell oder ein Modell des MIT-Gebäudes in fünf Minuten gedruckt, statt wie bisher eine Stunde oder länger dafür zu brauchen. Möglich ist diese erhebliche Beschleunigung der 3D Druck Dienstleistung durch drei entscheidende Verbesserungen auf einmal. In einer vorhergehenden Studie hatten die Forscher alle Faktoren gesammelt und untersucht, die das Tempo des 3D-Drucks bestimmten.

  • Der bisher recht langsame Transport des Filaments durch den Druckkopf erfolgte durch Rädchen, die die Struktur des Filaments griffig genug erhielten. Diese Struktur wird jetzt durch schraubartige Kanäle erzielt, die einen 10 Mal höheren Druck erlauben.
  • Die langsame Übertragung der Hitze von Druckkopf und Düse auf das Filament wird durch einen an den Schrauben angebrachten Laser um den Faktor 10 beschleunigt.
  • Das sogenannte Gantry Bewegungssystem des Druckers wurde neu programmiert und designt, um mit der höheren Geschwindigkeit mithalten zu können.

Der nächste Schritt der Forscher besteht jetzt natürlich darin, die Probleme zu lösen, die durch diese hohe Geschwindigkeit auch entstehen. Wie bringen sie das Filament dazu, schnell genug abzukühlen, bevor der Druckkopf mit der nächsten Schicht heranrast? Wir sind überzeugt, binnen Kürze eine Antwort zu erhalten. Sehen Sie hier einen kurzen Filmausschnitt der neuen „Fast FFF“ Apparatur in Echtzeit.