{"id":25149,"date":"2020-08-10T00:01:13","date_gmt":"2020-08-09T22:01:13","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=25149"},"modified":"2020-08-05T17:31:52","modified_gmt":"2020-08-05T15:31:52","slug":"neues-verfahren-3d-druck-latex-70820201","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/neues-verfahren-3d-druck-latex-70820201\/","title":{"rendered":"Forscher entwickeln neues Verfahren f\u00fcr den 3D-Druck von Latex"},"content":{"rendered":"

Latex ist das flexibelste bisher bekannte Material, das in verschiedenen Industriezweigen weit verbreitet ist. Es hat einen nat\u00fcrlichen Ursprung und besteht aus langen Polymerketten, die zu wasserdispergierten Nanopartikeln gerollt sind. Obwohl Latex im Allgemeinen sehr bekannt ist, wurde dieses in der additiven Fertigung nur selten verwendet. Der Grund daf\u00fcr ist, dass bestimmte Anforderungen n\u00f6tig sind, um Latex drucken zu k\u00f6nnen. Nun hat eine Gruppe von Forschern der Virginia Tech University (VTU) in Zusammenarbeit mit dem Team von Michelin Nordamerika eine neue Methode f\u00fcr den 3D-Druck mit Latex entwickelt, die den Weg f\u00fcr das Drucken mit elastischeren Materialien \u00f6ffnen soll.<\/p>\n

Phil Scott, Student im f\u00fcnften Studienjahr an der Long Research Group und Teil des Forschungsteams, hatte bereits seit einiger Zeit versucht, Latex zu synthetisieren, um das f\u00fcr den 3D-Druck erforderliche Molekulargewicht und die mechanischen Eigenschaften zu erreichen. Durch die Verwendung von Fl\u00fcssiglatex erkannte er, dass das Material extrem spr\u00f6de und chemisch schwer zu ver\u00e4ndern war.<\/p>\n

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Die Chemiker und Ingenieure, die am Latex-Druck beteiligt sind (Bildnachweis: VTU)<\/p><\/div>\n

„Latex befindet sich in einem Zen-Zustand“, erkl\u00e4rte Viswanath Meenakshisundaram, ein Doktorand des Maschinenbaus, der an dem Projekt mitarbeitet. „Wenn man ihm etwas hinzuf\u00fcgt, verliert er v\u00f6llig seine Stabilit\u00e4t und zerbricht. Um dieses Problem anzugehen, verwendete das VTU-Team wasserl\u00f6sliche Netzwerkvorl\u00e4ufer (Fotoinitiatoren), um ein abstimmbares Ger\u00fcst zu schaffen, das die Latexpartikel umgibt und es ihnen erm\u00f6glicht, miteinander zu verschmelzen. Diese Technik war erfolgreich und f\u00fchrte zu einer Latex-Variante, die in der Stereolithographie<\/a> verwendet werden kann.<\/p>

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Die neue Technologie f\u00fcr den 3D-Druck von Latex<\/h3>\n

Nachdem Latex chemisch modifiziert wurde, um 3D-druckbar zu werden, musste ein neuer 3D-Drucker entwickelt werden, der mit dem neuen Material hergestellt werden konnte. Also machte sich Meenakshisundaram an die Arbeit und entwickelte eine SLA-Maschine zur Aush\u00e4rtung des neuen Harzes durch Licht. Aber selbst mit dem ma\u00dfgeschneiderten 3D-Drucker verursachten die Fl\u00fcssigkeitspartikel des Latex eine Dispersion au\u00dferhalb des UV-Lichts, das auf die Oberfl\u00e4che des Latexharzes projiziert wurde, was dazu f\u00fchrte, dass ungenaue Teile gedruckt wurden. Daher musste das Team die Maschine verbessern und modifizieren: Sie setzten eine Kamera in den Drucker ein, um ein Bild von jedem Bottich Latexharz aufzunehmen. Mit ihrem ma\u00dfgefertigten Algorithmus kann die Maschine die Wechselwirkung von ultraviolettem Licht auf der Harzoberfl\u00e4che „sehen“ und dann automatisch die Druckparameter anpassen, um die Harzdispersion zu korrigieren und nur die gew\u00fcnschte Form zu h\u00e4rten.<\/p>\n

„Das Ger\u00fcst gibt ihm die Form. Sobald man es in den Heizofen gibt, verdampft das Wasser, und die dicht gewundenen Polymerketten k\u00f6nnen sich entspannen, sich ausbreiten oder flie\u00dfen und das Netz durchdringen“, sagte Meenakshisundaram, der dieses durchdringende Polymernetz als „Fangen von Fischen in einem Netz“ beschrieb.<\/p>\n

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Stereolithographie-Verfahren f\u00fcr den Druck von Latex (Image credits: VTU)<\/p><\/div>\n

Um seine Funktionalit\u00e4t zu testen, druckte das VTU-Team 3D eine Reihe von lichth\u00e4rtenden Objekten aus Latex. Die Proben wurden sehr detailgetreu gedruckt und zeigten eine erheblich verbesserte Widerstandsf\u00e4higkeit im Vergleich zu den bestehenden Latex-Materialien. Sie wiesen Dehnungen von mehr als 500% auf, mit einer durchschnittlichen Bruchfestigkeit von 9,7 MPa.<\/p>\n

Die beiden anderen Forscher des Projekts bemerkten, dass die Entwicklung der neuen Technik des 3D-Drucks mit Latex tats\u00e4chlich die T\u00fcr zum 3D-Druck mit einer noch nie dagewesenen Bandbreite von Materialien \u00f6ffnet: „Diese Arbeit erweitert die M\u00f6glichkeiten zum Drucken von Elastomeren mit komplexen Eigenschaften, die eine Dehnbarkeit von mehr als 500% aufweisen, fast 200% \u00fcber den f\u00fchrenden kommerziellen Elastomeren“, folgerten die VTU-Forscher. Weitere Informationen \u00fcber das Projekt finden Sie auf der offiziellen Website der Universit\u00e4t<\/a>.<\/p>\n

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