Forschung: 3D-Drucken mit flüssigem Metall
Große Objekte aus Metall zu drucken, dauert derzeit ziemlich lange. Ein neues Verfahren soll die Herstellung bald beschleunigen.
(Bild: MIT)
- Akos Fodor
Am MIT (Massachusetts Institute of Technology) hat ein Team von Forschern ein neues 3D-Druckverfahren für Metall entwickelt. Mit dem sogenannten Liquid Metal Printing (LMP) lassen sich innerhalb weniger Minuten größere Bauteile mit grober Auflösung aus Aluminium fertigen. Diese Entwicklung könnte zukünftig dazu beitragen, das Recycling von Aluminium und anderen Metallen zu dezentralisieren.
Während des LMP werden Aluminiumreste in einem Graphit-Behälter auf 700 °C erhitzt und dann entlang vorprogrammierter Pfade durch eine Keramikdüse in ein Druckbett gegossen. Dieses ist mit winzigen Glasperlen (0,1 mm Durchmesser) gefüllt, die das flüssige Metall umschließen und gleichzeitig ein Stützmaterial bilden. Da die Druckdüse in das Druckbett taucht und die Forscher deswegen nicht sehen können, was im Inneren passiert, haben sie eine spezielle Software entwickelt, mit der sich der Druckvorgang simulieren und die Pfade planen lassen. Der Druck selbst dauert nur wenige Sekunden, danach muss nur noch das Material abkühlen.
(Bild: MIT)
Um das Verfahren zu demonstrieren, hat das Forscher-Team Beine für Stühle und Tische gefertigt. Das LMP soll nämlich in der Gebäude- und Produktentwicklung eingesetzt werden, wenn die Oberflächenqualität eine untergeordnete Rolle spielt, der Druck aber schnell gehen muss. Auf den Fotos in dem wissenschaftlichen Paper des Projekts erkennt man deutlich, dass sich das flüssige Metall schwieriger verarbeiten lässt als Filamente oder Pulver. Dafür sollen Teile, die mit LMP gefertigt sind, stabiler sein.
Dazu vergleichen die Forscher ihr neues Verfahren mit dem Welding Arc Additive Manufacturing (WAAM), das derzeit für große Metall-3D-Drucke verwendet wird. Ähnlich wie beim FDM-Verfahren schichtet WAAM ein Metall in Form eines Drahtes zu Objekten. Laut der Einschätzung der MIT-Forscher könne beim WAAM-Verfahren das Abkühlen und erneute Schmelzen der einzelnen Schichten aber zu Fehlern, Brüchen oder übermäßigem Warping führen. Mit dem LMP passiere dies nicht, da das Material während der gesamten Verarbeitung flüssig sei.
Wer den Metalldrucker in Aktion sehen will, findet auf dem YouTube-Kanal des MIT auch ein Video mit weiteren Einblicken in das Projekt.
(akf)
