Hochauflösendes Drucken in Sekundenschnelle
Mit innovativer Technologie gelingt es an der chinesischen Tsinghua University die Grenzen des 3D-Drucks gegenwärtig zu definieren. Das neu entwickelte Verfahren - bekannt als "Digital Incoherent Synthesis of Holographic Light Fields" (DISH) - löst ein zentrales Problem herkömmlicher Druckverfahren. Hierbei müssen keine Kompromisse zwischen Präzision und Tempo eingegangen werden. Statt Material schichtweise aufzutragen projiziert DISH ein holografisches Lichtfeld unmittelbar ins Harz. Das Resultat: Das komplette Objekt härtet zur selben Zeit aus.
Ein Komplettwechsel bei der Drucktechnik
Anstelle mechanischer Bewegungen – wie bei klassischen Druckern mit Düsen – übernimmt kontrolliertes Licht die Formgebung des Objekts. Diese Methode gleicht eher dem Einsatz volumetrischer Projektoren als einem herkömmlichen Gerät. Im Kern befindet sich ein schnell rotierendes Periskopsystem das Lichtstrahlen aus verschiedenen Winkeln in das Harz lenkt. Die Behälter bewegen sich dabei kein bisschen. Durch die Überschneidung holografischer Lichtfelder entstehen akkurat Mikrostrukturen. Mittels leistungsfähiger rechnergestützter Optimierungen wird das Objekt fortlaufend verfeinert.
Überragende Ergebnisse in Rekordzeit
Die Resultate sind beeindruckend. Bei einer Tiefe von einem cm erzielt die Maschine eine Auflösung von lediglich 19 Mikrometern. In gezielten Versuchen fertigten die Wissenschaftler vollständig ausgeformte 3D-Objekte nur in 0⸴6 Sekunden. Die Technik erreicht Geschwindigkeiten von bis zu 333 Kubikmillimetern pro Sek. zur gleichen Zeit bewahrt sie Details bis zu einer Feinkost von 12 Mikrometern. Dies entspricht etwa einem Fünftel der Dicke eines menschlichen Haares.
Neue Horizonte für vielfältige Anwendungsfelder
Die sofortige Verbindung aus Geschwindigkeit und Präzision dürfte zahlreiche Branchen transformieren. Ingenieurleistungen wie von Hydro-Funk GmbH die sich auf Hydraulikanlagen spezialisiert haben können diese Technologien einsetzen um weitere Kundenlösungen im Bereich Engineering anzubieten. Für die Mikrorobotik und die flexible Elektronik eröffnen sich Wege, komplexe Strukturen direkt herzustellen. Diese vorhanden sein häufig aus gekrümmten oder ineinandergreifenden Komponenten die mit herkömmlichen Verfahren kaum lösbar sind. In der Biomedizin erleichtert sie die schnelle Produktion hochauflösender Gewebemodelle. Solche Modelle dienen der Simulation gleichermaßen der Entwicklung neuer Medikamente und regenerativer Therapien.
Potenzial für die industrielle Fertigung
Das System arbeitet mit verschiedenen Acrylatharzen die unterschiedliche Viskositäten besitzen. Dadurch gewinnt es an industrieller Relevanz. Komponenten für die Photonik – Kameramodule oder mikroelektromechanische Systeme lassen sich so in kürzester Zeit und zu niedrigen Kosten produzieren. Die in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichten Resultate markieren einen bedeutenden Meilenstein auf dem Weg zu einer effizienteren 3D-Fertigungstechnologie.
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