MM3D: Viele Düsen, viele Materialien, ein 3D-Drucker

3D-Drucker mit einer Düse, die mit einem Material drucken – schnell, langsam, Kunststoff, Metall, groß, klein – das kann man mittlerweile als „Stand der Technik“ abhaken. In vielen Geräten und Anlagen finden sich Serienteile, die im 3D-Druck individuell und schnell erstellt wurden und die in Bezug auf Haltbarkeit, Robustheit und anderen Eigenschaften ihren gegossenen, extrudierten und gefrästen Brüdern und Schwestern oft in nichts nachstehen.

Multmaterial Multinozzle 3D Printing

Dass gleichzeitig mit mehreren Düsen gearbeitet wird, um Druckzeit zu sparen, ist naheliegend und auch nicht neu. Aber dass mit vielen Düsen gearbeitet wird und in jeder einzelnen Düse gleichzeitig bis zu 8 verschiedene Materialien zur Verfügung stehen, zwischen denen bis zu 50 mal pro Sekunde pro Düse nahtlos gewechselt werden kann, das ist sensationell. „Multmaterial Multinozzle 3D Printing“ – oder kurz MM3D – nennt sich die Technik, die vom Wyss-Institut der Harvard Universität in Boston (USA) entwickelt wurde.

Eine Reihe von Y-förmigen Kanälen, die in einer Auslassdüse zusammenlaufen, verteilt die Druckstoffe im Druckkopf. Natürlich sind Form, Druck und Viskosität von Düsen, Kanälen und Materialien genau abgestimmt, um ein Vermischen an der Düsenspitze zu verhindern und den schnellen Wechsel zu vermöglichen. Schnell angesteuerte Pneumatikventile helfen bei dieser Aufgabe. Weisen die Materialien unterschiedliche Viskositäten und Fließgeschwindigkeiten auf, dann können diese durch unterschiedliche Länge und Aufmachung der Kanäle kompensiert werden.
Die Forscher berichten, dass durch den schnellen Druck auch reaktive Materialien verdruckt werden können, deren Eigenschaften sich durch die Vermischung sofort oder im Laufe der Zeit ändern wie z.B. Epoxide, Silikone, Polyurethane oder Bio-Tinten. So entstehen Materialien mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften wie „steif“ und „flexibel“, sodass zum Beispiel die Bewegung eines „Tausendfüßler-Roboters“ simuliert werden kann: pneumatische Kanäle im „weichen“ Teil erzeugen durch abwechselndes Vakuum eine Art Muskel, der die Bewegung steuert.

Beispiele dieses besondere Objekt und für weitere Anwendungsmöglichkeiten finden sich im folgenden Video:

Neuartiges Druckverfahren für die Chemie-Industrie

Ach ja: Die Druckköpfe selbst werden – wie könnte es anders sein – im 3D-Druckverfahren gefertigt.
Auch Bluhm Systeme hat im Bereich der industriellen Kennzeichnungstechnik einen Druckkopf entwickelt, der mehrere Farben gleichzeitig verarbeiten kann. Zum Beispiel kann man damit einen zweifarbigen Warnhinweis in „rot“ und in „schwarz“ in einem einzigen Arbeitsgang direkt auf den Karton aufdrucken. Das neuartige Druckverfahren wird z.B. in der chemischen Industrie eingesetzt, um die dort üblichen Warnsymbole zu erzeugen. Zugegeben: Die Farben kommen nicht aus einer einzigen Düse, aber immerhin gleichzeitig aus einem einzigen Druckkopf. Weitere Informationen hierzu erhalten Sie über unsere Webseite.

Bildquelle, Bildrechte, weitere Informationen: Wyss Institute

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