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Trends aus dem 3D-Druck

Computed Axial Lithography (CAL)

Kalifornische Forscher stellen neues 3D-Druckverfahren vor

Eine Forschergruppe der American Association for the Advancement of Science stellt ein neues 3D-Druckverfahren vor, mit dem beliebige Geometrien volumetrisch durch Photopolymerisation synthetisiert werden können. Das neue Verfahren nennt sich Computed Axial Lithography (CAL) und habe mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen schichtbasierten Druckverfahren.


Die Vorteile

Das Verfahren könne verwendet werden, um Stützstrukturen zu umgehen, da es in hochviskose Flüssigkeiten oder sogar Feststoffe drucke. Das Drucken von 3D-Strukturen um bereits vorhandene feste Komponenten sei mit dem Ansatz ebenfalls möglich. Darüber hinaus sei CAL für größere Druckvolumen skalierbar und noch dazu schneller sowie flexibler als der FFF-Druck.


Das Verfahren

CAL verfestigt selektiv eine lichtempfindliche Flüssigkeit in einem geschlossenen Volumen. Dann wird Lichtenergie an das Materialvolumen mithilfe einer Reihe von zweidimensionalen Bildern hinzugeführt. Jede Bildprojektion breitet sich aus einem anderen Winkel durch das Material aus. Die Überlagerung dieser Expositionen führt zu einer dreidimensionalen Energiedosis, die ausreicht, um das Material in der gewünschten Geometrie zu verfestigen.

Der Prozess wurde von den Bildrekonstruktionsverfahren der Computertomographie (CT) inspiriert. Die Kernkonzepte des CT könnten direkt auf die additive Fertigung angewendet werden.


Sekundenschnell

Die Schnelligkeit des neuartigen 3D-Druckverfahrens haben die Forscher unter Beweis gestellt: Eine zentimetergenaue Miniatur-Replika „Der Denker“-Bronzeskulptur (1902) des französischen Bildhauers Auguste Rodin wurde in weniger als einer Minute fertiggestellt.

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Quelle: Science


Over-printing

Auch um bereits bestehende Materialien kann mithilfe von CAL gedruckt werden (Over-printing). Die Radon-Transformation verfügt über eine 180°-Shift-Symmetrie, die es ermöglicht, beliebige Geometrien auf konvexe Substrate mit Belichtung aus dem Halbwertsbereich der Winkel zu drucken. Um das zu zeigen haben die Forscher einen Polymergriff auf einen Schraubenzieher synthetisiert. Dafür wurde das Metallstück vor der Rotation beim Drucken in das Photopolymer eingetaucht.

Over-printing kann zum Beispiel eingesetzt werden, um Elektronik zu verkapseln oder um Objekte aufzuwerten, beispielsweise solche wie der Zahntechnik.

3d-druckverfahren cal 3d printing process

Quelle: Science


Quelle: Science


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