Überwindung von Farbbeschränkungen beim SLS-Druck
Eine große Herausforderung innerhalb des 3D-Druckes ist es noch, in hoher Qualität und mit hoher Geschwindigkeit in voller Farbe zu drucken. Während Qualität und Geschwindigkeit beim SLS-Verfahren schon deutlich verbessert wurden, gibt es noch einige Farbbeschränkungen.
Forscher des spanischen Instituts ICFO haben sich diesem Problem gewidmet und stellen in ihre Arbeit vor, wie diese Grenze überschritten werden und mit einem SLS-Verfahren gute Farbqualität erreicht werden kann.
In den letzten Jahren ist das SLS-Druckverfahren zunehmend erschwinglich geworden. Die zahlreichen Möglichkeiten an Formen und Geometrie des Verfahrens ist vor allem für die Herstellung maßgeschneiderte Elemente von Vorteil und betrifft diverse Industriezweige.
Erleichterung des Schmelzens durch Photosensibilatore
Das SLS-Druckverfahren nutzt einen Laser, um ausgewählte Bereiche eines pulverisierten Materials zu schmelzen. Meistens handelt es sich bei diesem Material um Nylon. Da dieses Verfahren im Vergleich zu herkömmlichen langsamer und teurer war, wurde dem Pulver ein Photosensibilator beigefügt. Dieser erhitzt deutlich schneller, weswegen er die Geschwindigkeit erhöht, die Kosten senkt und somit eine kostengünstigere Variante eines SLS-Druckers ermöglicht. Bis jetzt waren die Sensibilatoren kohlenstoffbasiert, weswegen nur schwarze oder graue Objekte erzeugt werden konnten.
b) Druck mit neuem Sensibilator c) Druck mit altem, kohlenstoffbasierten Sensibilator
Zwar sind andere Verfahren ebenfalls in der Lage farbig zu drucken und haben deutlich geringere Farbbeschränkungen, jedoch bieten sie nicht die Geschwindigkeit, Oberflächenqualität und die mechanischen Eigenschaften, welche das SLS-Verfahren zu bieten hat.
Ein nahezu transparenten Äquivalent soll die Farbbeschränkungen eliminieren
Der Sensibilator sollte nun aus plasmonischen Nanopartikeln bestehen. Diese interagieren nur minimal mit sichtbarem Licht.
Um buntes Pulver herzustellen, werden die Nanostäbchen mit Siliciumdioxid beschichtet und erst anschließend mit dem Polyamidpulver vermischt.
Photosensibilatoren aus plasmonischen Nanopartikeln erleichtern nicht nur das Schmelzen, sondern ermöglichen ebenfalls das Drucken von weißen oder farbigen Objekten
Diese neue Technologie könnte die Basis für die Herstellung von detaillierten, mehrfarbigen Druckern sein. Die Komplexität und Kosten, die derzeit mit Produktionszeit und Nachbearbeitung verbunden sind können deutlich verringern oder sogar eliminiert werden.
Insgesamt, so sagt das Team, ermögliche der Einsatz der Nanopartikel in der additiven Fertigung eine nahezu vollständige Kontrolle über die visuellen und photothermischen Eigenschaften von 3D-Materialien.
Die ganze Arbeit wurde in der Zeitschrift Nano Letters unter dem Titel „White and Brightly Colored 3D Printing Based on Resonant Photothermal Sensitizers“ publiziert.
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