Adaptives 3D-Drucken

18. Januar 2017, 12:12 Uhr
Adaptives 3D-Drucken
Adaptives 3D-Drucken
Dreidimensionales Drucken macht es möglich, ein Bauteil schnell zu produzieren, indem nach einem genau festgelegten Muster dünne Polymerlagen aufeinander geschichtet werden. Wenn das Bauteil aber fertig ist, sind die Polymere, aus denen es besteht, quasi tot: Es ist dann nicht mehr möglich, neue Polymerketten an die alten „festzuknüpfen“.

Wissenschaftlern des MIT ist es gelungen, eine Methode zu entwickeln, nach der Objekte gedruckt werden, an die später neue Polymere angebaut werden, die die chemische Zusammenstellung und die mechanischen Eigenschaften des Objekts verändern. Auf diese Weise ist es auch möglich, zwei oder mehrere gedruckte Objekte aneinander zu schweißen und so komplexere Strukturen zu schaffen.

Schon im Jahr 2013 entdeckten die Forscher, dass es möglich ist, Polymere unter dem Einfluss von UV-Licht an bestimmten Stellen aufzubrechen, wodurch äußerst reaktive „freie Radikale“ entstehen, an die Monomere aus einer Lösung, in der sich das Objekt befindet, angekoppelt werden. Doch diese Methode ist recht schwer zu kontrollieren, da freie Radikale eigentlich viel zu reaktiv sind.

Die Wissenschaftler unter der Leitung von Professor Jeremiah Johnson haben nun Polymere entwickelt, die unter dem Einfluss von Licht auf eine andere Weise reagieren. Jedes der Polymere besitzt chemische Tetrazoliumchlorid-Gruppen (TTC), die sich wie ein zusammengedrücktes Akkordeon verhalten. Diese TTCs werden durch organische Katalysatoren unter dem Einfluss von blauem Licht aktiviert (auseinandergezogen), so dass neue Monomere andocken können und die TTCs dadurch länger werden. Da die Monomere gleichmäßig in die Struktur aufgenommen werden, erhalten sie neue Eigenschaften.

Ein Nachteil dieser neuen Technik ist, dass der Prozess in einer sauerstofffreien Umgebung stattfinden muss. Die Wissenschaftler probieren zurzeit andere Katalysatoren aus, die auch in einer Sauerstoffumgebung verwendet werden können.
 
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