Neue b-FDM-Technologie für vielfältige Farboptionen im FDM-Druck
Fused Deposition Modeling (FDM) bietet viele Vorteile, vor allem aber seine Zugänglichkeit und Bürofreundlichkeit machen die Technologie interessant. Dennoch kann die Extrusionsdüse jeweils nur einen Filamenttyp drucken und verarbeiten, was die präzise, räumliche Kontrolle der Materialmischung einschränkt. Um dies zu bewältigen, haben Forscher Sang-Joon Ahn, Howon Lee und Kyu-Jin Cho der Seoul National University nun ein einzigartiges Zwei-Schritt-Verfahren für den FDM-3D-Druck entwickelt, mit welchem unterschiedliche Eigenschaften in einem einzigen Ausgangsmaterial kombiniert werden können. Mit dieser Blended-FDM- oder b-FDM- Methode gelang es ihnen, ein einziges DM-Filament mit 36 verschiedenen Farben durch die Verwendung von vier Filamenten in Primärfarben zu drucken.
Das b-FDM Verfahren erfolgte in zwei Schritten. Zuerst druckte das Team digitales Material (DM), indem es verschiedene Grundmaterialien Schicht für Schicht auftrug und manuell zwischen verschiedenen Materialien wechselte. Das entstandene Filament wird dann in einem zweiten Schritt als Ausgangsmaterial für das Endobjekt verwendet. Beim Extrudieren des Filaments durch die Drüse werden Materialien vermischt, wodurch die gewünschten Eigenschaften im Endprodukt entstehen. Die Technologie ermöglicht so den Druck von sehr unterschiedlichen Materialeigenschaften durch die Kombination mehrerer Basismaterialien in einem einzigen DM-Filament, was eine präzise Kontrolle über die Materialzusammensetzung gewährleistet.
Der Ablauf des b-FDM-Drucks. (Bild: Nature/ Forschungsarbeit Seoul National University)
Das Filament wurde mit einer Schichtdicke von 125 μm gedruckt und besteht aus 14 Schichten extrudiertem Material. Jede dieser Schichten setzt sich aus zwei bis vier 3D-Drucklinien mit einer Breite von 440μm zusammen. Während des Druckprozesses wurde der Rohstoff manuell gewechselt, wodurch verschiedene Eigenschaften wie Farben, Festigkeit, Leitfähigkeit und Dehnbarkeit kombiniert werden konnten. Die Filamente wurden mit dem Original Prusa i3 MK3S des Herstellers Prusa Research in mehrere Testteile gedruckt und es konnte durch das Erhitzen des 3D-Druckbetts auf 70°C eine gute Haftung erreicht werden. Die Forscher kombinierten leitfähiges, sprödes PLA (CPLA) und weiches, flexibles Polyurethan (TPU), wodurch stromleitende Teile entstanden, die potentielle Anwendungen in der tragbaren Elektronik und Sensoren bieten. Das Filament ist außerdem so konzipiert, dass es einen Standarddurchmesser von 1.75mm hat und problemlos in jeden FDM-Drucker passt.
Um die Technologie zu demonstrieren, druckten die Forscher außerdem einen multifunktionalen Origami-Greifer mit starren Facetten, flexiblen Scharnieren, elektrischen Schaltkreisen und Sensoren auf einem einfachen FDM-Drucker und mit nur einem Filament. Dies zeigt, dass der innovative Ansatz problemlos auf Standarddrucker angewendet werden kann.
Die Technologie ist kostengünstig und zugänglich, da sie mit herkömmlichen FDM-Druckern durchgeführt werden kann und nur wenige gängige Filamente benötigt. Zudem bietet sie die Möglichkeit, das volle Potential des FDM-Drucks für verschiedene technische Anwendungen auszuschöpfen. Die Forscher sehen diese Ergebnisse als leistungsstarke Ergänzung zu den bestehenden FDM-3D-Druckern und als Chance, die Grenzen von dem, was im 3D-Druck bisher möglich ist, zu erweitern. Mehr über den b-FDM-Druck erfahren Sie HIER.
Was halten Sie von dem b-FDM-Druck? Lassen Sie uns dazu gerne einen Kommentar da oder teilen Sie uns Ihre Meinung auf Facebook, oder LinkedIN mit. Möchten Sie außerdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der Additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt für unseren wöchentlichen Newsletter.
*Bildnachweise: Nature/ Forschungsarbeit Seoul National University
