Können 3D-Drucker Silikon drucken?

Silikon ist ein vielseitiges Polymer mit vielen praktischen Anwendungen. Fortschritte in der 3D-Technologie haben den 3D-Druck mit Silikon durch eine Vielzahl von Techniken ermöglicht. Die Praxis bleibt jedoch teuer und für einige unzugänglich.

3D-Drucker können Silikon drucken. Der Prozess beinhaltet eine von wenigen fortschrittlichen Drucktechniken, die für die Arbeit mit Silikon entwickelt wurden. Der Prozess unterscheidet sich in einigen wichtigen Punkten von herkömmlichen 3D-Druckverfahren.

Lesen Sie weiter, um mehr darüber zu erfahren, wie der 3D-Druck mit Silikon funktioniert, sowie einige Informationen zu den Vor- und Nachteilen des 3D-Drucks.

Können alle 3D-Drucker Silikon drucken?

Silikone sind ungiftige, thermisch stabile Polymere mit Eigenschaften, die sie für eine Vielzahl von Anwendungen nützlich machen. Da sie jedoch hitzebeständig sind, können sie nicht mit gängigen 3D-Druckverfahren wie Fused Deposition Modeling gedruckt werden.

Nicht alle 3D-Drucker können Silikon drucken. Um Silikon zu drucken, benötigen Sie einen spezialisierten 3D-Drucker, der Silikonmaterialien verarbeiten kann. Diese Drucker verwenden in der Regel auch eine spezielle Silikonart, die auf den 3D-Druck zugeschnitten ist.

Die Schwierigkeiten beim 3D-Druck von Silikon

Die Hauptschwierigkeiten beim 3D-Druck von Silikon sind Verfügbarkeit und Kosten. Die meisten gängigen Methoden des 3D-Drucks sind nicht für die Verarbeitung von Silikon geeignet, daher ist spezielle Hardware erforderlich. Flüssiges Silikon ist vor der Verarbeitung hochviskos und muss „ausgehärtet“ werden, bevor es fest wird. Hierfür sind auch spezielle 3D-Druck-Silikone notwendig.

All diese Faktoren erschweren den Zugang und Kauf von Materialien und Hardware, die für den 3D-Druck von Silikon erforderlich sind. Verbrauchern stehen jedoch einige 3D-Druckdienste für Silikon zur Verfügung, über die ich später in diesem Artikel sprechen werde.

So funktioniert der 3D-Druck von Silikon

Verfahren für den 3D-Druck mit Silikon wurden von mehreren Herstellern unabhängig voneinander entwickelt. Die Hauptprozesse sind Abscheidung und Wannen-Photopolymerisation. Ich werde gleich noch ein wenig mehr auf die verschiedenen Prozesse eingehen, aber konzentrieren wir uns zunächst auf den grundlegenden Prozess hinter dem Beschichtungsdruck mit Silikon.

Wie der Siliziumabscheidungsdruck funktioniert

Ablagerung

Beim Beschichtungsdruck mit Silikon wird ein spezieller flüssiger Silikonkautschuk verwendet. Der flüssige Silikonkautschuk wird durch eine Düse auf eine Oberfläche extrudiert und dann mit UV-Licht ausgehärtet, bevor mit der nächsten Schicht fortgefahren wird. Eventuell verwendete Stützstrukturen bestehen aus einem wasserlöslichen Material, sodass sie bei der Nachbearbeitung leicht entfernt werden können.

Härtung

Bei der Aushärtung werden die gedruckten Silikonschichten UV-Licht ausgesetzt, um deren Bindemittel zu aktivieren. Die Schichten verschmelzen zu einer festen Oberfläche, wenn sie während des Druckprozesses ausgehärtet werden. Jede Schicht wird nach Fertigstellung ausgehärtet und bevor der Drucker mit der nächsten Schicht fortfährt.

Nachbearbeitung

Die Nachbearbeitung einer durch Beschichtung gedruckten Silikonstruktur umfasst das Abwaschen aller wasserlöslichen Materialien, die in Stützstrukturen verwendet werden, sowie das erneute Aushärten der Oberflächen, um sicherzustellen, dass alles fest ist. Der Veredelungsprozess für den Silikon-3D-Druck kann sehr zeitaufwändig sein, was ein weiterer Grund dafür ist, dass der Silikon-3D-Druck für allgemeine Bastler unzugänglich sein kann.

Können Sie 3D-Druck verwenden, um Silikonteile herzustellen?

Es gibt viele Anwendungen für den 3D-Druck mit Silikon. Silikon ist hitzebeständig, ungiftig, elektrisch isolierend und hat viele andere Eigenschaften, die es perfekt für medizinische, zahnmedizinische und industrielle Anwendungen machen. Die Herstellung von Teilen für diese Anwendungen aus Silikon ist eine der Hauptanwendungen für den Silikon-3D-Druck.

Sie können 3D-Druck verwenden, um Teile aus Silikon herzustellen. Der Prozess erfordert spezielle Materialien und Hardware. Es gibt jedoch auch Silikondruckdienste für Verbraucher.

Der Silikon-3D-Druck hat vielversprechende Anwendungen in den Bereichen Medizin, Zahnmedizin, Elektronik und Industrie. Mit Silikon-3D-Druck hergestellte Komponenten haben alle Vorteile von Silikon, zusammen mit allen Vorteilen des 3D-Drucks (z. B. optimiertes Prototyping und Massenproduktion).

Arten von Silikon-3D-Druckern

Wie bereits erwähnt, sind die Haupttypen von Silikon-3D-Druckern Abscheidungsdrucker und Tank-Photopolymerisation. Beim Auftragsdruck, wie oben beschrieben, wird flüssiger Silikonkautschuk auf eine flache Oberfläche gedruckt. Die gedruckten Schichten werden mit UV-Licht ausgehärtet und dann während der Nachbearbeitung gewaschen und erneut ausgehärtet.

Bei der Wannen-Photopolymerisation wird eine Druckoberfläche in eine Wanne getaucht. Die Maschine verwendet dann gezieltes UV-Licht, um Silikon selektiv zu härten, wodurch die festen Schichten des zu druckenden Objekts entstehen. Das umgebende flüssige Silikon bleibt während des Prozesses unverfestigt.

Bevor additive Fertigungsverfahren für den silikonbasierten Druck entwickelt wurden, wurde Silikon hauptsächlich beim Spritzgießen zur Herstellung von Silikonkomponenten verwendet. Dieser Prozess war im Vergleich zum 3D-Druck ziemlich eingeschränkt, da übermäßig komplexe Teile nicht zuverlässig mit Spritzguss hergestellt werden konnten.

Vor- und Nachteile von 3D-Drucksilikon

Wie bei jedem additiven Fertigungsverfahren gibt es auch beim 3D-Druck mit Silikon Vor- und Nachteile. Abgesehen von den Materialvorteilen von Silikon im Allgemeinen bietet der 3D-Druck Vielseitigkeit und ermöglicht ein einfaches Prototyping und eine einfache Entwicklung. Die Hauptnachteile sind Verfügbarkeit und Kosten.

Vorteile:

• Silikon ist ungiftig, hitzebeständig, elektrisch isolierend und biokompatibel
• Mit dem 3D-Druck können Benutzer problemlos Prototypen von Teilen ausdrucken und bei Bedarf Änderungen am Design vornehmen

Nachteile:

• Der 3D-Druck von Silikon erfordert spezielle Hardware und Materialien
• Diese Dinge sind möglicherweise nicht für jeden verfügbar oder erschwinglich
• Der Prozess kann im Vergleich zu anderen Formen des 3D-Drucks langwierig sein

Da die 3D-Drucktechnologie weiter voranschreitet, sollte der Silikondruck für Verbrauchermärkte und Bastler rentabler werden. Derzeit sind viele der für den Silikondruck erforderlichen Teile und Materialien zu teuer oder für die Öffentlichkeit nicht verfügbar. Aus diesem Grund wird empfohlen, einen 3D-Druckservice zu nutzen, der sich mit Silikon beschäftigt.

Verwendungen für den Silikon-3D-Druck

Silikon hat viele Eigenschaften, die es für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet machen. Es ist hitzebeständig, hochflexibel, elektrisch isolierend und biokompatibel. Dies macht es als Material für Anwendungen im Gesundheitswesen, in der Zahnmedizin, in der Elektronik oder in der Industrie sehr attraktiv. Der 3D-Druck bringt noch mehr Vorteile mit sich, da Teile einfach und schnell als Prototypen oder in Massenproduktion für industrielle Anwendungen hergestellt werden können.

Gesundheitswesen

Silikon ist biokompatibel, was bedeutet, dass es weniger wahrscheinlich ist, dass der menschliche Körper es abstößt oder negativ darauf reagiert. Aus diesem Grund wird es häufig für medizinische Implantate und andere Gegenstände verwendet, die biologische Prozesse ersetzen oder unterstützen. Der 3D-Druck hat das Potenzial, die Herstellung und Anpassung dieser Art von Anwendungen zu rationalisieren.

Zahnmedizin

Silikon wird in der Zahnprothetik sowie im Herstellungsprozess von speziellen Dentalgeräten wie Zahnspangen verwendet. Mithilfe des Silikon-3D-Drucks könnten Zahnärzte eine breite Palette von kundenspezifischen zahnärztlichen Geräten und Modellen herstellen. Die ungiftige und biokompatible Natur von Silikon macht es für diese Anwendungen gut geeignet.

Elektronik

Da Silikon elektrisch isolierend ist, eignet es sich hervorragend als Gehäuse oder Beschichtung für elektronische Geräte und Komponenten. Durch seine Hitze- und Hochdruckbeständigkeit ist es auch gut geeignet, um elektronische Bauteile vor äußeren Einflüssen zu schützen. Der 3D-Druck mit Silikon könnte diesen Prozess rationalisieren und Silikonkomponenten erstellen, die komplexer sind als das, was mit Spritzguss möglich ist.

Industriell

Durch seine Hitze-, Druck- und Wasserdichtigkeit eignet sich Silikon für eine Vielzahl industrieller Anwendungen. Ein gutes Beispiel wären Dichtungen für Teile, die Wasser- und Luftdruck standhalten müssen. Industrielle Anwendungen erfordern in der Regel große Mengen standardisierter Teile, was den 3D-Druck zu einer guten Lösung für die schnelle und effektive Herstellung von Silikonteilen für industrielle Anwendungen macht.

Silikon-3D-Druckdienste

Wie oben erwähnt, gibt es eine Reihe von Dienstleistungen für Personen, die ein Silikonobjekt in 3D drucken lassen möchten, aber nicht die Zeit, das Geld oder das Fachwissen haben, um dies selbst zu tun. Da die spezielle Hardware und Materialien, die für den 3D-Siliziumdruck verwendet werden, ziemlich teuer und schwer zu finden sind, sind 3D-Druckdienste eine gute Möglichkeit, Zugang zum 3D-Siliziumdruck zu erhalten.

ACEO

ACEO ist ein deutsches Unternehmen, das Pionierarbeit bei einigen der ersten 3D-Druckverfahren für Silikon geleistet hat. Sie können bis zu 200 cm ³ große Silikonobjekte bedrucken , und kann Ihnen in nur zehn Tagen ein fertiges Produkt liefern. Sie sind auf die Herstellung von Silikonprototypen und -komponenten für viele verschiedene Anwendungen spezialisiert und verwenden beim Drucken von Silikon ihre eigenen patentierten Technologien.

Carbon3D

Carbon3D ist ein in den USA ansässiges Unternehmen, das mit seinem patentierten Digital Light Synthesis-System Sportartikel aus Silikon herstellt. Sie drucken hauptsächlich tragbare Silikonkomponenten wie Uhrenarmbänder. Sie bieten einen digitalen Herstellungsprozess für Unternehmen, die Teile aus einer Vielzahl von Materialien, einschließlich Silikon, benötigen.

EnvisionTec

EnvisionTec verwendet ähnliche Drucker wie ACEO. Sie stellen medizinische Objekte her, die in Implantaten und anderen medizinischen Anwendungen verwendet werden. Sie funktionieren auch mit einer breiten Palette anderer proprietärer biokompatibler Materialien.

Deutscher RepRap

Ein in Deutschland ansässiges Unternehmen, das von Dow entwickelte Chemikalien in einem proprietären Auftragsdruckverfahren verwendet. Sie drucken hauptsächlich Teile für Luft- und Raumfahrt- und Automobilanwendungen und arbeiten mit Silikon und anderen Materialien wie Polyurethan.

Spektroplast

Spectroplast ist ein Schweizer Unternehmen, das sich auch auf die Herstellung biokompatibler Teile für medizinische Anwendungen spezialisiert hat. Sie verwenden ein Wannenpolymerisationsverfahren und können fertige Produkte in nur sieben Tagen liefern.

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