{"id":59329,"date":"2024-10-22T15:00:49","date_gmt":"2024-10-22T13:00:49","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=59329"},"modified":"2024-10-18T15:42:48","modified_gmt":"2024-10-18T13:42:48","slug":"mit-forscher-entwickeln-3d-drucktechnik-fuer-objekte-mit-unterschiedlichen-farben-und-texturen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/mit-forscher-entwickeln-3d-drucktechnik-fuer-objekte-mit-unterschiedlichen-farben-und-texturen\/","title":{"rendered":"MIT-Forscher entwickeln 3D-Drucktechnik f\u00fcr Objekte mit unterschiedlichen Farben und Texturen"},"content":{"rendered":"

Auf 3Dnatives haben wir schon h\u00e4ufiger \u00fcber Multi-Material-Druck<\/a> berichtet. Dieses Verfahren erm\u00f6glicht die Herstellung von 3D-Objekten unter Verwendung mehrerer Materialien in einem einzigen kontinuierlichen Druckvorgang. Es er\u00f6ffnet die M\u00f6glichkeit, ma\u00dfgeschneiderte Objekte mit unterschiedlichen Farben und Texturen zu erstellen. Allerdings ist diese Methode mit einigen Einschr\u00e4nkungen verbunden. Der Prozess kann langsam und teuer sein, da heutige 3D-Drucker oft zwischen verschiedenen D\u00fcsen wechseln m\u00fcssen und dabei ein Material entfernen, bevor ein anderes aufgetragen wird.<\/p>\n

Als Antwort auf dieses Problem haben Forscher des MIT und der Technischen Universit\u00e4t Delft in den Niederlanden eine leistungsf\u00e4higere Methode entwickelt, die sowohl eine h\u00f6here Genauigkeit als auch weniger Abfall bietet. Bei dieser Technik werden hitzereaktive Materialien verwendet, sodass Objekte mit unterschiedlichen Farben, Schattierungen und Texturen in einem einzigen Druckvorgang gedruckt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n

\"technique<\/p>\n

Ein neuer Ansatz, um Texturen und Farben zu personalisieren<\/h3>\n

Die Forscher haben ihre Methode \u201espeed-modulated ironing\u201c genannt. Diese Methode kann f\u00fcr den FDM-3D-Druck verwendet werden und nutzt einen 3D-Drucker mit zwei D\u00fcsen. Die erste bringt ein w\u00e4rmereaktives Filament auf, w\u00e4hrend die zweite anschlie\u00dfend \u00fcber das gedruckte Material f\u00e4hrt, um durch gezielte W\u00e4rmezufuhr verschiedene Effekte auszul\u00f6sen, wie z. B. Ver\u00e4nderungen der Opazit\u00e4t oder der Textur. Durch die Anpassung der Geschwindigkeit dieser zweiten D\u00fcse gelingt es, die Temperatur genau zu modulieren und so die Farbe, die Schattierungen und die Rauheit des Filaments zu beeinflussen.<\/p>

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Diese Methode ebnet den Weg f\u00fcr die Schaffung k\u00fcnstlerischer visueller Effekte, indem die Farben der gedruckten Objekte variiert werden und gleichzeitig strukturierte Oberfl\u00e4chen hergestellt werden k\u00f6nnen. \u201eDerzeit sind Desktop-Drucker in der Lage, geschickt mehrere Tinten zu verwenden, um eine Vielzahl von Schattierungen und Texturen zu erzeugen. Unser Ziel ist es, dieses Konzept auf den 3D-Druck zu \u00fcbertragen, indem wir weniger Materialien verwenden, um eine viel gr\u00f6\u00dfere Bandbreite an Eigenschaften f\u00fcr die gedruckten Objekte zu erreichen<\/em>\u201c, erkl\u00e4rt Mustafa Doga Dogan, Mitautor eines Artikels \u00fcber die \u201aspeed-modulated ironing\u2018-Methode.<\/p>\n

\"technique<\/p>\n

Eine neue Drucktechnik zur W\u00e4rmekontrolle<\/h3>\n

Obwohl die Verwendung von w\u00e4rmeempfindlichen Filamenten vielversprechend ist, basieren die meisten aktuellen Techniken auf einer einzigen D\u00fcse, um sowohl das Drucken als auch das Erhitzen zu bewerkstelligen. Bei diesem System muss der 3D-Drucker die D\u00fcse zun\u00e4chst auf die gew\u00fcnschte Temperatur bringen, bevor er mit dem Auftragen des Materials beginnen kann. Dieser Prozess des Aufheizens und Abk\u00fchlens ist zeitaufwendig und birgt das Risiko, dass das Filament bei zu hohen Temperaturen besch\u00e4digt wird. Um diese Schwierigkeiten zu \u00fcberwinden, besteht der Ansatz des Teams darin, mit einer ersten D\u00fcse zu drucken und dann eine zweite, leere D\u00fcse zu aktivieren, deren einzige Aufgabe es ist, W\u00e4rme zu liefern.<\/p>\n

Anstatt die Temperatur anpassen zu m\u00fcssen, um die Reaktion des Materials zu aktivieren, kann bei dieser Methode die Temperatur an der zweiten D\u00fcse konstant gehalten werden, w\u00e4hrend die Geschwindigkeit, mit der sie \u00fcber das bereits gedruckte Material bewegt wird, variiert wird. Durch die Modulation dieser Geschwindigkeit ist es m\u00f6glich, unterschiedliche Temperaturen an der gedruckten Schicht zu erreichen. \u201eEs ist ein bisschen so, als w\u00fcrde man seinen Finger \u00fcber eine Flamme halten. Wenn Sie ihn schnell bewegen, vermeiden Sie eine Verbrennung, aber wenn Sie ihn langsam bewegen, erreicht Ihr Finger eine h\u00f6here Temperatur<\/em>\u201c, erkl\u00e4rt Marwa AlAlwi, Forscherin am MIT. Das Modell verkn\u00fcpft die Temperatur eines Materials mit seiner Reaktion auf Hitze, um die ideale Geschwindigkeit der D\u00fcse zu bestimmen, um bei jedem Druckobjekt bestimmte Farben, Schattierungen oder Strukturen zu erzielen. \u201eViele Faktoren k\u00f6nnen die erzielten Ergebnisse beeinflussen. Wir modellieren etwas sehr Kompliziertes, aber wir wollen auch sicherstellen, dass die Ergebnisse genau sind<\/em>\u201c, sagt AlAlawi.<\/p>\n

Schnellere Herstellung als herk\u00f6mmliche Methoden<\/h3>\n

Die Forscher bewerteten ihre Methode mithilfe von drei Arten von hitzereaktiven Filamenten. Das erste ist ein sch\u00e4umendes Polymer, dessen Partikel sich bei Hitze ausdehnen und so verschiedene Schattierungen, Transparenzen und Texturen erzeugen k\u00f6nnen. Sie testeten auch ein Filament mit Holzfasern und ein anderes mit Korkfasern, die beide verkohlt werden k\u00f6nnen, um dunklere Farbt\u00f6ne zu erzielen. Die Forscher zeigten, dass mit ihrer Technik Gegenst\u00e4nde wie teilweise lichtdurchl\u00e4ssige Wasserflaschen hergestellt werden k\u00f6nnen. Anhand dieses Beispiels verwendeten sie das sch\u00e4umende Polymer bei niedriger Geschwindigkeit, um undurchsichtige Bereiche zu erzeugen, und bei hoher Geschwindigkeit, um durchscheinende Bereiche zu erhalten. Die Herstellung \u00e4hnlicher Objekte mit herk\u00f6mmlichen Multi-Material-3D-Druckmethoden dauert viel l\u00e4nger, manchmal sogar mehrere Stunden, und verbraucht mehr Energie und Materialien.<\/p>\n