Rotational 3D-Printing

Wie stabil ein Bauteil aus dem 3D-Drucker kommt, entscheidet in erster Linie die Auswahl der Drucktechnologie. Je nach additivem Verfahren können unterschiedliche Parameter wie Bauteilarchitektur, Materialauswahl, Druckgeschwindigkeit, Drucktemperatur und natürlich die passende Düse bzw. der Materialauftrag zu einer weiteren gezielten Optimierung des Bauteils führen. Harvard Wissenschaftler haben einen drehbaren Düsenkopf entwickelt, mit dem Fasern innerhalb des Filamentdrucks kontrolliert zugegeben werden können.

Komplexe Mikrostruktur durch gezielte Faserverstärkung

Forscher an der Harvard University arbeiten bereits seit Jahren erfolgreich an innovativen Neuerungen rund um den 3D-Druck. Die neueste Idee: Mittels eines eigens entwickelten drehbaren Düsenkopf, können zugegebene Fasern innerhalb des Druckmaterials kontrolliert angeordnet werden. Ganz im Sinne von Mutter Natur, werden Kompositmaterialien erschaffen, die aufgrund partieller Faserverteilung und optimaler Faseranordnung eine höhere Festigkeit und Steifigkeit aufweisen.

Anstatt magnetische oder elektrische Felder für die Ausrichtung der Fasern zu verwenden, steuern die Wissenschaftler den Fluss der viskosen Tinte. Erste Tests mit einem Epoxidharzverbund verliefen erfolgreich. Durch Rotational 3D-Printing konnten bereits komplexe Mikrostrukturen umgesetzt werden, die aufgrund vorheriger Berechnungen am Computermodel an bestimmten Stellen sehr steif und an anderen wiederum einen besonders weichen Bereich aufwiesen. So können Kräfte, die auf das Bauteil einwirken, optimal aufgenommen und umgeleitet werden.

Ein Forschungsbericht ist erschienen unter: www.pnas.org