Revolutionäre Lackiertechnik für komplexe 3D-gedruckte Teile

Ingenieure haben einen hocheffektiven Weg geschaffen, komplexe 3D-gedruckte Objekte zu lackieren – wie leichte Rahmen für Flugzeuge und biomedizinische Stents –, der Herstellern Zeit und Geld sparen und neue Möglichkeiten für „Smart Skins“ an gedruckten Teilen eröffnen könnte.

Herkömmliche Sprüh- und Pinselverfahren erreichen nicht alle Winkel und Ecken komplexer 3D-gedruckter Objekte, aber die neue Technik beschichtet jede freiliegende Oberfläche und fördert Rapid Prototyping. Die Technik ist ein effizienterer Weg, nicht nur konventionelle Objekte, sondern sogar Hydrogel-Soft-Roboter zu beschichten. Die Beschichtungen sind robust genug, um vollständiges Eintauchen in Wasser und wiederholtes Aufquellen und Schrumpfen durch Feuchtigkeit zu überstehen.

Elektrospray-Deposition: Vom Analytik zum Coating

Die Ingenieure entdeckten neue Fähigkeiten einer Technologie, die einen feinen Sprühnebel aus Tröpfchen erzeugt, indem eine Spannung auf Flüssigkeit angewendet wird, die durch eine Düse fließt. Diese Technik – Elektrospray-Deposition – wurde hauptsächlich für analytische Chemie genutzt. In jüngeren Jahrzehnten fand sie auch in Labordemonstrationen von Beschichtungen Anwendung, die Impfstoffe verabreichen, lichtabsorbierende Schichten von Solarzellen und fluoreszierende Quantenpunkte (winzige Partikel) für LED-Displays liefern.

Mit diesem Ansatz bauen Ingenieure ein Zubehör für 3D-Drucker, das erstmals automatisiertes Beschichten von 3D-gedruckten Teilen mit funktionalen, schützenden oder ästhetischen Farbschichten ermöglicht. Die Technik bietet deutlich dünnere und besser gezielte Farbauftragung bei deutlich geringerem Materialverbrauch als traditionelle Methoden. Das bedeutet, Ingenieure können hochmoderne Materialien wie Nanopartikel und bioaktive Inhaltsstoffe einsetzen, die in Farben sonst zu kostspielig wären.

Ausblick: Umwelt-sensitive Smart Skins

Nächste Schritte umfassen die Schaffung von Oberflächen, die ihre Eigenschaften ändern oder chemische Reaktionen auslösen können, um Farben zu schaffen, die ihre Umgebung wahrnehmen und Reize an bordelektronische Systeme melden können.