{"id":40197,"date":"2022-08-24T00:01:37","date_gmt":"2022-08-23T22:01:37","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=40197"},"modified":"2022-08-23T09:57:06","modified_gmt":"2022-08-23T07:57:06","slug":"mikrostrukturen-aus-eis-in-3d-240820221","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/mikrostrukturen-aus-eis-in-3d-240820221\/","title":{"rendered":"Forscher drucken Mikrostrukturen aus Eis in 3D"},"content":{"rendered":"

Forscher an der Carnegie Mellon University in Pennsylvania behaupten, dass es ihnen gelungen ist, Mikrostrukturen aus Eis in 3D zu drucken. Sie w\u00fcrden diese Strukturen als Formen verwenden, mit denen sie dann interne Kan\u00e4le oder Leitungen mit h\u00f6chster Feinheit und Pr\u00e4zision herstellen k\u00f6nnten. Mit diesem 3D-Eisdruckverfahren hoffen die Forscher, n\u00fctzliche Anwendungen f\u00fcr die biomedizinische Technik, die fortgeschrittene Fertigung und die Kunst<\/a> zu entwickeln.<\/p>\n

W\u00e4hrend wir gew\u00f6hnlich \u00fcber Fortschritte im Bereich der Thermoplaste<\/a> oder auch der Metalle berichten, ist es seltener, Innovationen rund um Wasser als Druckmaterial zu finden! Aufgrund seiner Biokompatibilit\u00e4t und seiner F\u00e4higkeit, sich schnell und einfach in Eis zu verwandeln, war es f\u00fcr die Forscher eine interessante Wahl. Nat\u00fcrlich stie\u00df das Team bei der Festlegung der Druckparameter auf zahlreiche Herausforderungen.<\/p>\n

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Die entwickelte Herstellungsmethode (Bild: Carnegie Mellon University)<\/p><\/div>\n

Das Verfahren zum 3D-Druck von Eis<\/h3>\n

Akash Garg, Doktorand in Maschinenbau, und Saigopalakrishna Yerneni, Postdoctoral Associate in Chemieingenieurwesen, entwickelten das Druckverfahren. Konkret bedeutete dies, dass sie Wassertr\u00f6pfchen auf eine Platte mit einer kontrollierten Temperatur von -35 \u00b0C brachten, wodurch Wasser extrem schnell zu Eis wurde. Sie brauchten mehrere Iterationen, bis sie den richtigen Druckpfad, die Geschwindigkeit der D\u00fcsenbewegung und die H\u00e4ufigkeit der Tr\u00f6pfchenablage gefunden hatten, um glatte Strukturen mit genau definierten Geometrien erzeugen zu k\u00f6nnen. Dabei wird ein reproduzierbares Modell angeboten. Dank der schnellen Phasen\u00e4nderung des Wassers und der Widerstandsf\u00e4higkeit des Eises konnten sich die Forscher alle m\u00f6glichen Formen vorstellen, ohne tragende Strukturen.<\/p>

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So erkl\u00e4rte das Team nach mehreren Tests, dass sie mehrere Formen im mikroskopischen Ma\u00dfstab wie einen Baum, eine Schraube oder auch einen Oktopus erschaffen h\u00e4tten. Akash Grag f\u00e4hrt fort: „Mit unserem Verfahren f\u00fcr 3D-gedrucktes Eis k\u00f6nnen wir mikroskalige Eismodelle mit glatten W\u00e4nden und verzweigten Strukturen mit glatten \u00dcberg\u00e4ngen herstellen. Diese Modelle k\u00f6nnen dann zur Herstellung von mikroskaligen Teilen mit klar definierten inneren Hohlr\u00e4umen verwendet werden.“<\/em><\/p>\n

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Beispiele f\u00fcr 3D-gedruckte Strukturen (Bild: Carnegie Mellon University)<\/p><\/div>\n

Diese Eisstrukturen w\u00fcrden also als Modelle dienen, um komplexere Endst\u00fccke zu entwerfen. Die Forscher nennen diese Druckmethode „inside out“ oder von innen nach au\u00dfen. Konkret k\u00f6nnen die Strukturen nach ihrer Fertigstellung in einer Fl\u00fcssigkeit oder dem Gel eines gek\u00fchlten Strukturmaterials wie Harz gebadet werden. Sobald dieses ausgeh\u00e4rtet ist, kann das Wasser leicht aus dem Werkst\u00fcck entfernt werden, entweder indem das Eis geschmolzen oder in Wasserdampf umgewandelt wird. Diese zweite Methode bietet eine einfache Entfernung nach dem Gie\u00dfen und erm\u00f6glicht glatte und pr\u00e4zise innere Kan\u00e4le.<\/p>\n

Das Team kommt zu dem Schluss: „Wir glauben, dass dieser Ansatz ein enormes Potenzial hat, das Tissue Engineering und andere Bereiche zu revolutionieren, in denen Miniaturstrukturen mit komplexen Kan\u00e4len gefragt sind, wie etwa in der Mikrofluidik und der sanften Robotik.“<\/em> Weitere Informationen zu diesem 3D-Druckverfahren aus Eis finden Sie HIER<\/a>.<\/p>\n

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*Titelbildnachweis: Prime Time PBC<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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