Abschied vom Faustkeil
Unterschiedliche Materialien in einem Durchgang verarbeiten zu können – das war lange Zeit der Heilige Gral des 3D-Drucks. Nun zeigen die Ersten, wie es geht.
Dutzende Kunststoffe und Metalllegierungen, Gummi, Glas, Keramik, lebende Zellen, Schokolade oder Pizzateig – die Liste der Materialien, die 3D-Drucker mittlerweile verarbeiten können, ist beeindruckend. Doch das reicht Konstrukteuren nicht: Viele Dinge lassen sich nur durch die richtige Kombination mehrerer Materialien herstellen. Flugzeugtragflächen etwa bestehen aus Carbonfasern und Kunstharz, die Spulen eines Elektromotors aus Eisenkern, Kupferdraht und Isolierung. Eine neue Generation von 3D-Druckern fertigt solche komplexen Bauteile mittlerweile in einem einzigen Arbeitsgang.
Einer der Vorreiter ist Markforged, ein Spin-off des Massachusetts Institute of Technology. Es hat sich auf faserverstärkte Kunststoffe spezialisiert. Die Königsklasse mit der höchsten Festigkeit bilden solche mit Endlosfasern. Doch diese sind naturgemäß schwierig zu handhaben. Markforged hat das Problem gelöst, indem es die Verstärkungsfasern von einer Rolle über eine eigene Düse ausbringt. Eine zweite Düse trägt geschmolzenen Kunststoff auf, der die Fasern einbettet. Auf diese Weise lassen sich die Fasern in beliebiger Richtung verlegen – etwa schraffiert, damit ein Bauteil in möglichst alle Richtungen gleich belastbar wird, oder genau den Lastpfaden folgend, sodass es in der beanspruchten Richtung besonders fest ist.