Forscher realisieren 3D-Druck mit Ultraschall

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Flüssiges Polydimethylsiloxan-Harz als Basis
- Punktweise entstehen sehr hohe Temperaturen

Forscher realisieren 3D-Druck mit Ultraschall
So könnten Implantate eines Tages vor Ort gedruckt werden (Bild: concordia.ca)
Archiv | 18.06.2022 | Forscher der Concordia University haben ein neues 3D-Druckverfahren entwickelt, bei dem Ultraschall eingesetzt wird, um verflüssigten Kunststoff partiell erstarren zu lassen und so das Bauteil Schicht für Schicht aufzubauen. Ausgangsmaterial ist flüssiges Polydimethylsiloxan-Harz. Scharf fokussierte Ultraschallpulse, die das Harz an einer bestimmten Stelle treffen, erzeugen dort kurzfristig schnell oszillierende mikroskopische Blasen. In ihnen steigt die Temperatur auf 14.727 Grad Celsius und der Druck in ihnen erreicht mehr als 1.000 bar. Das Harz erstarrt dann genau an der Stelle der Blasenbildung.

Bauteile sogar im Verborgenen

Der Pulsgeber wandert durch das Harz und härtet es an den Stellen aus, die für das geplante Bauteil benötigt werden. So entsteht Pixel für Pixel das oft komplex geformte Endprodukt. Direct Sound Printing (DSP) nennen die kanadischen Forscher ihr neues Verfahren. Neben seiner Fähigkeit, sehr kleine, detaillierte Elemente herzustellen, ermöglicht DSP auch das nicht-invasive Drucken von Strukturen in anderen Strukturen mit undurchsichtigen Oberflächen.

 

Zum Beispiel könnten Flugzeugmechaniker mit DSP Defekte im Inneren von Flugzeugstrukturen reparieren, ohne sie freilegen zu müssen. Forschungsleiter Muthukumaran Packirisamy und seine Assistenten Mohsen Habibi und Shervin Foroughi glauben, dass sie sogar Implantate im Körper eines Patienten drucken können, ohne dass eine aufwendige OP erforderlich ist. In beiden Fällen wird das Harz per Spritze, also minimalinvasiv, eingeführt.

 

Auch mit keramischem Material

Neben dem Harz haben die Wissenschaftler DSP auch schon erfolgreich eingesetzt, um Objekte aus keramischem Material zu drucken. Sie planen nun, mit Polymer-Metall-Verbundwerkstoffen zu experimentieren, gefolgt von reinem Metall. "Ultraschall wird bereits bei destruktiven Verfahren wie der Laserablation von Geweben und Tumoren eingesetzt.Wir wollten das Gegenteil erreichen: etwas Konstruktives", sagt Packirisamy abschließend. (pte)


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