{"id":49638,"date":"2023-10-11T11:00:32","date_gmt":"2023-10-11T09:00:32","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=49638"},"modified":"2023-12-11T10:44:49","modified_gmt":"2023-12-11T09:44:49","slug":"leitfaden-silikon-3d-druck-111020231","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/leitfaden-silikon-3d-druck-111020231\/","title":{"rendered":"Alles, was Sie \u00fcber den Silikon 3D-Druck wissen m\u00fcssen"},"content":{"rendered":"

Im Bereich der additiven Fertigung ist mit der Einf\u00fchrung einer innovativen Technologie, die die Herstellung von 3D-Modellen aus Silikon erm\u00f6glicht, ein gro\u00dfer Durchbruch gelungen. Diese neue Technik hat in der 3D-Druckindustrie<\/a> gro\u00dfes Interesse geweckt, da es bisher nicht m\u00f6glich war, Silikon durch Hitze zu schmelzen und es Schicht f\u00fcr Schicht aufzutragen, wie es bei Polymeren oder Metallen der Fall ist. Die neuen Entwicklungen, insbesondere im Bereich der medizinischen Biomaterialien,<\/a> tragen dazu bei, die Ergebnisse bestehender Behandlungen f\u00fcr Patienten zu verbessern. Dar\u00fcber hinaus er\u00f6ffnen sich dank des stetigen Fortschritts und der Ausgereiftheit der 3D-Drucktechnologie neue M\u00f6glichkeiten und Chancen, die bisher nicht m\u00f6glich waren.<\/p>\n

Der 3D-Druck von Silikon wird einen erheblichen Einfluss auf die Branche haben wird und einen wichtigen Meilenstein in der Entwicklung der 3D-Technologie darstellen. Laut einer Studie von Precision Business Insight wird der Markt f\u00fcr den 3D-Druck von Silikon im Jahr 2021 auf 1.590,3 Millionen US-Dollar gesch\u00e4tzt und soll bis 2028 mit einer durchschnittlichen j\u00e4hrlichen Wachstumsrate von 19,9 % wachsen. Dieses Wachstum wird auch von 3D-Druckunternehmen angetrieben, die neue Silikon-kompatible L\u00f6sungen anbieten. In diesem Leitfaden werden wir uns n\u00e4her mit Silikonen auseinandersetzen und die Anwendung des Materials in der additiven Fertigung genauer beleuchten.<\/p>\n

\"Silikon

Bild: Beamler<\/p><\/div>\n

Silikon: Was ist es und wie wird es hergestellt?<\/h3>\n

Polysiloxan<\/strong>, allgemein bekannt als Silikon, ist ein anorganisches Polymer, das durch die Polymerisation von Siloxanen (Molek\u00fcle, die aus Silizium- und Sauerstoffatomen bestehen) gewonnen wird. Im Zusammenhang mit Polysiloxanen erfolgt die Polymerisation durch eine Kondensationsreaktion der Siloxane. Diese Umwandlung erfolgt in Gegenwart eines Katalysators, bei dem es sich um eine S\u00e4ure oder eine Base handeln kann und dessen Funktion darin besteht, die Bildung von Bindungen zwischen den funktionellen Gruppen der Siloxane zu f\u00f6rdern. Die Polymerketten weisen so dank der zwischen den Sauerstoff- und Siliciumatomen gebildeten Bindungen eine bemerkenswerte Beweglichkeit auf. Diese Kategorie von Polymeren zeichnet sich vor allem durch ihre chemische Best\u00e4ndigkeit sowie ihre physikalischen und mechanischen Eigenschaften aus. Polysiloxan und Silikon sind Begriffe, die sich auf dasselbe Material beziehen. W\u00e4hrend Ersteres die technische Bezeichnung ist, wird Letzteres eher im kommerziellen und allt\u00e4glichen Umfeld verwendet.<\/p>

\"\"<\/a><\/div>\n

Silikon kommt in verschiedenen Zust\u00e4nden vor, je nach makromolekularer Struktur, Gr\u00f6\u00dfe und Verteilung der Ketten seiner Bestandteile. Man findet es in Form von Silikon\u00f6len und -kautschuken (die als Zusatzstoffe, Schmiermittel oder Hydraulikfl\u00fcssigkeiten verwendet werden), als Silikon-Gele (die in Brustprothesen oder Fahrrads\u00e4tteln verwendet werden) und schlie\u00dflich als Elastomere. Letzteres ist die heute am h\u00e4ufigsten verwendete Art von Silikon.<\/p>\n

Silikon-3D-Druck<\/h3>\n

Das erste Unternehmen, das ein 3D-Drucksystem f\u00fcr den Druck von Silikon entwickelte, war ACEO, eine Abteilung des deutschen Chemieriesen Wacker Chemie AG. Im Jahr 2016 stellte das Unternehmen ein Verfahren vor, das dem Tintenstrahldruck \u00e4hnelt. In diesem Fall wurden Silikontr\u00f6pfchen als Schicht aufgetragen und dann mit einer UV-Lichtquelle ausgeh\u00e4rtet; der Vorgang wurde Schicht f\u00fcr Schicht wiederholt, bis das endg\u00fcltige Teil entstand. Dar\u00fcber hinaus behauptete das Unternehmen, dass seine Technologie Teile mit isotropen (d. h. in alle Richtungen gleichm\u00e4\u00dfigen) mechanischen Eigenschaften erzeugte, die mit denen des Spritzgusses vergleichbar w\u00e4ren. ACEO existiert seit 2021 zwar nicht mehr, dennoch sind die Ans\u00e4tze des fr\u00fchen Akteurs auf dem Gebiet des 3D-Silikondrucks in einer Vielzahl von Sektoren gefragt, darunter Industrieg\u00fcter, Chemie, Medizin und Zahnmedizin.<\/p>\n

\"3D-Druck

3D-Druck von Silikon durch eine Druckspritze. (Bild: AMFG)<\/p><\/div>\n

Wie bereits erw\u00e4hnt, ist eine der 3D-Drucktechniken, die mit Silikonen kompatibel sind, die Photopolymerisation. Es gibt jedoch auch andere Technologien der additiven Fertigung, die mit dieser Art von Material arbeiten k\u00f6nnen. Im Falle der Extrusionstechnologie erfordert Silikon spezifische Hardware-Eigenschaften. Zun\u00e4chst muss das Material in anschlie\u00dfbaren Spritzen mit einem Kolben verpackt werden. Die Druckk\u00f6pfe sind in der Regel mit volumetrischen Dosierpumpen ausgestattet, die eine hohe Abgabe- und Dosiergenauigkeit gew\u00e4hrleisten. Diese Pumpen werden \u00fcber Druckspritzen mit dem Rohmaterial versorgt und f\u00f6rdern und dosieren die zu druckende Materialmenge. Das Material wird \u00fcber eine Pr\u00e4zisionsd\u00fcse aufgetragen, die mit dem Pumpenauslass verbunden ist.<\/p>\n

Auf diese Weise \u00e4hnelt das beschriebene additive Fertigungsverfahren der Extrusionstechnologie<\/a> (FFF \/ FDM). Das aufgetragene Material wird jedoch nicht fixiert, wenn es aus der D\u00fcse kommt, sondern die gedruckte Fl\u00fcssigkeit wird so formuliert, dass sie eine bestimmte Viskosit\u00e4t aufweist, so dass sie sich selbst \u00fcberlagern kann. Die Vernetzungsreaktion (bei der sich die Polymere zu Ketten zusammenschlie\u00dfen und eine Art Netzwerk bilden) findet w\u00e4hrend und nach dem Druckvorgang statt und h\u00e4rtet das bereits geformte Material aus. Nach der Vernetzung erh\u00e4lt das Teil seine endg\u00fcltigen physikalischen und chemischen Eigenschaften.<\/p>\n

Vorteile und Einschr\u00e4nkungen des Silikon-3D-Drucks<\/h3>\n

Betrachten wir nun einige Vorteile und Grenzen dieser Herstellungstechnologie. Einer der Hauptvorteile ist, dass Silikon die Erstellung von 3D-Modellen mit hoher Flexibilit\u00e4t und Haltbarkeit erm\u00f6glicht. Dies wiederum f\u00fchrt dazu, dass es h\u00f6heren Belastungen und Druck als andere Materialien standhalten kann, w\u00e4hrend es aufgrund seiner Flexibilit\u00e4t Platz spart – und das alles ohne Beeintr\u00e4chtigung seiner mechanischen Eigenschaften. Silikon ist auch resistent gegen extreme Temperatur- und Strahlungsschwankungen, sodass die Teile weniger anf\u00e4llig f\u00fcr solche Einfl\u00fcsse sind als bei Glas oder \u00e4hnlichen Materialien. Wenn Glas als zu zerbrechlich angesehen wird, entscheiden sich Fachleute oft f\u00fcr Silikon. Das liegt auch an seiner hohen Transparenz, die es ideal f\u00fcr Modelle macht, die visuell kontrolliert werden m\u00fcssen. Schlie\u00dflich macht die Kombination aus leitenden, isolierenden und biokompatiblen Eigenschaften Silikon f\u00fcr eine Vielzahl von 3D-Druckanwendungen interessant, wie wir weiter unten sehen werden.<\/p>\n

\"Silikon-Druck

Silikone sind biokompatibel, was sie zu einer idealen Wahl f\u00fcr medizinische Anwendungen macht. (Bild: Nick Pitsas)<\/p><\/div>\n

Zu den Nachteilen des Silikon-3D-Drucks geh\u00f6rt die Zug\u00e4nglichkeit in Bezug auf Hardware und Materialien. Obwohl immer mehr Unternehmen technologische L\u00f6sungen f\u00fcr den 3D-Druck mit Silikon entwickeln, gibt es immer noch wenige Hersteller, die Maschinen dieser Art anbieten. Infolgedessen sind die Kosten hoch und die Materialoptionen begrenzt. Au\u00dferdem haben die derzeitigen 3D-Drucker ein relativ geringes Druckvolumen, und obwohl mehrere Teile gleichzeitig hergestellt werden k\u00f6nnen, sind sie f\u00fcr die Massenproduktion von Gro\u00dfserien noch nicht ganz bereit. Viele der Ger\u00e4te arbeiten mit einem einzigen Druckkopf, sodass sie einfache, flache Modelle ohne St\u00fctzstrukturen f\u00fcr komplexe Modelle erstellen. Dies hat sich jedoch in den letzten Jahren ge\u00e4ndert und es sind immer mehr IDEX-L\u00f6sungen mit zwei K\u00f6pfen verf\u00fcgbar, mit denen auch St\u00fctzstrukturen hergestellt werden k\u00f6nnen. Schlie\u00dflich weist die Nachbehandlung der Teile weitere Einschr\u00e4nkung dieser Technologie auf. Silikone ben\u00f6tigen im Allgemeinen einen l\u00e4ngeren Aush\u00e4rtungsprozess, was die Gesamtproduktionszeit verl\u00e4ngert.<\/p>\n

Anwendungen und Hersteller<\/h3>\n

Der 3D-Druck von Silikon eignet sich hervorragend f\u00fcr die Produktion kleiner und mittlerer Serien, f\u00fcr das Prototyping und f\u00fcr die Herstellung einzigartiger Formen, die mit herk\u00f6mmlichen Methoden nicht denkbar w\u00e4ren. Einer der Sektoren, der am meisten von dieser Technologie profitiert, ist der medizinische Sektor<\/strong>. In diesem Bereich wird der Silikon 3D-Druck zur Herstellung von Implantaten, Prothesen und medizinischen Modellen verwendet, die f\u00fcr jeden Patienten individuell angefertigt werden. Silikon f\u00fchlt sich wie menschliches Gewebe an, was es ideal f\u00fcr chirurgische Eingriffe macht. Auch die biomedizinische Forschung macht sich dieses 3D-gedruckte Silikon zunutze und verwendet es als Ger\u00fcst f\u00fcr die Gewebez\u00fcchtung, um Strukturen f\u00fcr das Wachstum von Zellen f\u00fcr Studien und Experimente zu schaffen.<\/p>\n

Die Soft-Robotik ist eine weitere Anwendung dieser Form der additiven Fertigung mit Silikon. Das Material eignet sich insbesondere f\u00fcr die Herstellung weicher Roboterkomponenten, wie z. B. Greifer, die in der Lage sind, empfindliche Objekte zu greifen und zu bearbeiten. Dank seiner Eigenschaften wird 3D-gedrucktes Silikon auch als praktikables Material f\u00fcr flexible und elastische Elektronik erforscht. Eine weitere Branche, in der 3D-gedrucktes Silikon zum Einsatz kommt, sind Konsumg\u00fcter<\/a>. Da wird es vor allem f\u00fcr die Herstellung flexibler und elastischer Modelle f\u00fcr Kleidung sowie f\u00fcr das Prototyping von Wearables, wie z. B. Smartwatches, verwendet.<\/p>\n

\"Silikon-Objekte

3D-gedruckte Objekte aus Silikon. (Bild: AMFG)<\/p><\/div>\n

Zu den bekanntesten Akteuren auf dem Markt geh\u00f6rt beispielsweise Elkem Silicones, ein Unternehmen, das sich der Entwicklung von Silikonen f\u00fcr die moderne Fertigung widmet. Dar\u00fcber hinaus gibt es Hersteller im Bereich des 3D-Drucks, die \u00fcber Maschinen verf\u00fcgen, die f\u00fcr die Arbeit mit diesen Materialien geeignet sind. Dazu geh\u00f6ren nat\u00fcrlich ACEO, aber auch Deltatower, innovatiQ, Lynxter, Spectroplast oder San Draw, um nur einige zu nennen. Weitere Informationen \u00fcber Silikon-3D-Drucker<\/a> finden Sie in unserem entsprechenden Artikel.<\/p>\n

Haben Sie bereits Erfahrungen mit Silikon 3D-Druck gemacht? Lassen Sie uns gerne einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook<\/a>\u00a0oder\u00a0LinkedIN<\/a>\u00a0mit. M\u00f6chten Sie au\u00dferdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt f\u00fcr unseren\u00a0w\u00f6chentlichen Newsletter<\/a>.<\/p>\n

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

Im Bereich der additiven Fertigung ist mit der Einf\u00fchrung einer innovativen Technologie, die die Herstellung von 3D-Modellen aus Silikon erm\u00f6glicht, ein gro\u00dfer Durchbruch gelungen. Diese neue Technik hat in der 3D-Druckindustrie gro\u00dfes Interesse geweckt, da es bisher nicht m\u00f6glich war,…<\/p>\n","protected":false},"author":6102,"featured_media":49639,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"content-type":"","footnotes":""},"categories":[38,37],"tags":[],"class_list":["post-49638","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-3d-materialien","category-3d-technologie"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/49638","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6102"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=49638"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/49638\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":50652,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/49638\/revisions\/50652"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/49639"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=49638"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=49638"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=49638"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}