In-situ-3D-Druck bringt die Herstellung von Duroplasten voran
Ein Team der Universität Xiamen hat einen Ansatz entwickelt, der die Laser-induzierte Verfestigung in situ mit direktem Tintenauftrag kombiniert
Laut der Universität Xiamen (XMU) hat ein Forschungsteam unter der Leitung von Professor Wu Dezhi am Pen-Tung Sah Institute of Micro-Nano Science and Technology einen bedeutenden Durchbruch beim 3D-Druck von duroplastischen Materialien erzielt. Die Studie mit dem Titel „Laser-assisted direct three-dimensional printing of free-standing thermoset devices” (Laserunterstützter direkter dreidimensionaler Druck von freistehenden duroplastischen Bauteilen) wurde in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.
Aktuelle Direktdruckverfahren, die durch thermische, akustische oder ultraviolette Felder unterstützt werden, stoßen hinsichtlich Aushärtungseffizienz, Materialkompatibilität und Leistungsoptimierung an Grenzen und erfordern häufig das Aufbringen und Entfernen von Stützmaterialien.
Das Team hat einen Ansatz entwickelt, der die Laser-induzierte Verfestigung in situ mit dem Direktdruckverfahren kombiniert und so die Herstellung funktionaler und beliebiger freistehender duroplastischer Strukturen ohne Stützmaterialien ermöglicht.
Während des Druckvorgangs bestrahlt ein fokussierter Laser den mikroskaligen Polymerstrahl und induziert durch einen starken photothermischen Effekt eine schnelle Vernetzung in weniger als 0,25 Sekunden. Dieses Verfahren erreicht eine strukturelle Auflösung von 50 Mikrometern und ermöglicht eine bis zu zehnfache Anpassung der mechanischen Eigenschaften und eine bis zu zwanzigfache Anpassung der elektrischen Eigenschaften.
Diese Technologie bietet eine schnelle, stabile und programmierbare Fertigungsstrategie für duroplastische Strukturen und hat das Potenzial, Anwendungen in den Bereichen flexible Elektronik, Mikrofluidik, Soft-Robotik, Organ-on-Chips und biomedizinische Gerüste voranzutreiben, die komplexe dreidimensionale Architekturen und multifunktionale Integration erfordern.
