{"id":63278,"date":"2025-05-26T00:01:16","date_gmt":"2025-05-25T22:01:16","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=63278"},"modified":"2025-05-22T10:24:40","modified_gmt":"2025-05-22T08:24:40","slug":"fluid-drawing-printing-zeichnen-statt-extrudieren-260520251","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/fluid-drawing-printing-zeichnen-statt-extrudieren-260520251\/","title":{"rendered":"Zeichnen statt extrudieren, eine Technik f\u00fcr den 3D-Druck flexibler Schaltungen"},"content":{"rendered":"

Ein Team der Universit\u00e4t Dalian in China hat ein 3D-Druckverfahren<\/a> entwickelt, das die Herstellung flexibler elektrischer Schaltungen ver\u00e4ndern k\u00f6nnte. Mithilfe einer Technik, die sie Fluid Drawing Printing<\/em> nennen, konnten sie hochpr\u00e4zise leitende 3D-Strukturen erstellen. Indem sie die Perspektive ein wenig verschoben haben, konnten sie komplexe 3D-Verbindungen fertigen, ohne auf teure oder nicht skalierbare Verfahren zur\u00fcckgreifen zu m\u00fcssen.<\/p>\n

F\u00fcr diejenigen, die mit diesem Thema nicht vertraut sind: Leitende Strukturen sind der Weg, auf dem elektrischer Strom in einem Stromkreis flie\u00dft. Derzeit basiert der 3D-Druck dieser \u201ePfade\u201c auf der direkten Extrusion durch Nadeln unterschiedlicher Gr\u00f6\u00dfe. Den Forschern zufolge sind der Aufl\u00f6sung dadurch erhebliche Grenzen gesetzt, da die Dicke der leitenden Dr\u00e4hte h\u00e4ufig durch den Innendurchmesser der Nadel bestimmt wird. Ihr Vorschlag basiert stattdessen darauf, die Strukturen zu zeichnen, anstatt sie zu extrudieren. Worin besteht der Unterschied? Und wie funktioniert diese neue Technik?<\/p>\n

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Multivibrator-Schaltung, gedruckt mit der Technik des Fluid Drawing Printing. (Bild: Li, Y., Wang, D., Feng, Y. et al.).<\/p><\/div>\n

Im Gegensatz zur Direktextrusion von leitf\u00e4higen Strukturen, bei der das leitf\u00e4hige Material durch eine Nadel gedr\u00fcckt und auf ein Substrat aufgebracht wird, beruht die von dem chinesischen Team vorgeschlagene Technik auf einem anderen Prinzip. Bei dieser Technik wird das Filament vom Substrat, dem Tr\u00e4ger, gestreckt, w\u00e4hrend die Nadel angehoben wird, wobei die Spannung im Material ausgenutzt wird. Dieser Perspektivenwechsel erm\u00f6glicht es, F\u00e4den zu erzeugen, die d\u00fcnner sind als der Durchmesser der Nadel selbst, was die Aufl\u00f6sung und die Kontrolle erh\u00f6ht. W\u00e4hrend die Extrusion durch die D\u00fcse begrenzt wird und vom Gleichgewicht zwischen Druck und Viskosit\u00e4t abh\u00e4ngt, l\u00e4sst sich mit der neuen Technik die Dicke durch Temperatur, Geschwindigkeit und Druck pr\u00e4ziser einstellen, ohne die Stabilit\u00e4t der Struktur zu beeintr\u00e4chtigen.<\/p>

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Die Technik wurde mit Silber-Nanopartikeln (AgNPs) und Polyvinylpyrrolidon (PVP) getestet. Damit das Verfahren funktioniert, m\u00fcssen die Tinten eine bestimmte Viskosit\u00e4t aufweisen. Daher verdampften die Forscher das Verbundl\u00f6sungsmittel bei Temperaturen von 25 und 100\u00b0C. Durch die kontrollierte Erh\u00f6hung der Viskosit\u00e4t wird die Tinte zu einem idealen Material, um Strukturen zu \u201ezeichnen\u201c, ohne dass sie beim Drucken zusammenfallen. Nach diesem Prozess wurden die Strukturen einer W\u00e4rmebehandlung unterzogen, die die Leitf\u00e4higkeit verbesserte.<\/p>\n

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Links: die Methode des Fluid Drawing Printing. Rechts: die Phasen des 3D-Drucks mit dieser Technik. (Bilder: Li, Y., Wang, D., Feng, Y. et al.).<\/p><\/div>\n

Die Methode ist nicht nur eine Laborkuriosit\u00e4t. Das Team demonstrierte seine N\u00fctzlichkeit durch die Herstellung funktionaler Schaltungen, darunter LEDs, W\u00e4rmebildanzeigen und Multivibratorschaltungen. In all diesen F\u00e4llen ersetzen oder erg\u00e4nzen die 3D-gedruckten Strukturen traditionelle flache Layouts und erm\u00f6glichen kompaktere Designs. Die Technik ist mit verschiedenen flexiblen Substraten kompatibel, d. h. mit dem physischen Tr\u00e4ger, auf dem elektronische Schaltungen oder Strukturen aufgebaut werden. Dies macht sie zu einer Option f\u00fcr die Herstellung von Wearables, biomedizinischen Ger\u00e4ten oder anderen Systemen mit komplexen Geometrien. Die Studie wurde in der Mai-Ausgabe der Zeitschrift Microsystems & Nanoengineering ver\u00f6ffentlicht. HIER<\/a> k\u00f6nnen Sie die gesamte Studie lesen.<\/p>\n

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