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3D-Druck in Sekunden anstatt Stunden!

Michael Förtsch 11.12.2017 Lesezeit 2 Min

Bislang dauert es noch Minuten oder sogar Stunden bis ein 3D-Drucker einen Gegenstand fertiggestellt hat. Forscher des Lawrence Livermore National Laboratory wollen daraus nun Sekunden machen. Dafür arbeiten sie mit Laser-Hologrammen.

High-Tech-Unternehmen, Fahrzeug- und Flugzeugbauer nutzen 3D-Druck, um Prototypen von Bauteilen zu entwickeln. Künstler, Hacker und Erfinder fertigen mit ihnen Schmuck, Smartphone-Hüllen oder Spielzeuge. Wer mit 3D-Druckern arbeitet, muss so einiges an Geduld aufbringen. Was auch immer man fertigt, es muss langsam und Schicht für Schicht aufgebaut werden. Das ist nicht nur bei Flüssigplastik-, sondern auch bei Laser-3D-Druckverfahren der Fall. Hier schmilzt meist ein einzelner gebündelter Lichtstrahl die gewünschte Form in ein Plastik- oder Metallpulver.

Eine neues Konzept des Lawrence Livermore National Laboratory könnte den Laser-3D-Druck deutlich beschleunigen. Denn damit könnte ein Objekt ohne Schicht-Verfahren in ein Pulver hinein geschmolzen werden. Dafür sollen mehrere schwache Laser eine dreidimensionale Holografie in das Basismaterial zeichnen. Ein Laser alleine kann das Pulver noch nicht zum schmelzen bringen. Die Stellen an denen sich jedoch drei der Lichtstrahlen überkreuzen, würden erhitzt und verhärtet. Dafür bräuchte es eine äußerst präzise und sorgfältige Führung der Laserstrahlen. Eine Form könnte auf diese Weise „in einem Zug“ gedruckt werden.

Selbst komplexeste Werkstücke könnten mit den Laser-Holographien in wenigen Sekunden statt Minuten oder Stunden gefertigt werden. Ebenso wäre es möglich, gleichzeitig Konstruktionen aus mehreren Einzelteilen zu schaffen, die nicht miteinander verbunden sind. Beispielsweise Kugeln in einem Kugellager oder ineinander versetzte Gelenke oder Scharniere an einem Gestänge. Derartiges ist mit den bisherigen Methoden nur schwer bis gar nicht machbar. Das System funktioniert bereits aber befindet sich noch in einem Experimentierstadium.

Eine ähnliches Konzept verfolgt übrigens auch das Startup DAQRI, das primär an Augmented-Reality-Systemen für Industrieanwendungen forscht. Mittels schwenkbarer Kristalle können die Forscher von DAQRI bereits Hologramme von einfachen Objekten projizieren und damit unter anderem in rund fünf Sekunden eine Büroklammer drucken. Dafür setzt die Firma aus San Francisco allerdings nicht auf Pulver, sondern photosensitive Flüssigkeiten, die unter Hitze- und Lichteinwirkung gerinnen. Auch DAQRI will es in den kommenden Jahren möglich machen, komplexe Objekte in einem schnellen Druckdurchgang zu erzeugen.