3D-Druckmaterialien:Nachhaltig oder nicht?

Unter den verschiedenen Innovationen, die der Beruf des Konstruktionsingenieurs in letzter Zeit erlebt hat, ist das Wunderwerk der additiven Fertigung (AM) vielleicht das einflussreichste. Da AM-Techniken in der Industrie weltweit weit verbreitet sind, werden Konstruktion und Fertigung zweifellos in eine neue Ära der Entwicklung eingeläutet.

Der 3D-Druck ist das bekannteste aller AM-Verfahren und hat in den letzten Jahren stark an Bedeutung gewonnen. Die Tatsache, dass es Ingenieuren den Luxus des Rapid Prototyping verschafft hat, ist ein Beweis für seinen revolutionären Charakter, der es ihnen ermöglicht, ihre Designs vor der Massenproduktion in jeder Hinsicht zu perfektionieren.

Unabhängig von den Möglichkeiten dieses Designprozesses stehen Ingenieure jedoch immer noch vor der Herausforderung, ihn umweltverträglich und kostengünstig zu gestalten, damit er in einem viel größeren Maßstab eingesetzt werden kann.

In diesem Artikel werden die verschiedenen Materialien untersucht, die in AM verwendet werden. Es gibt Ihnen eine Momentaufnahme einiger der neuesten Entwicklungen in der Branche sowie einen Überblick darüber, wie umweltverträglich die Zukunft von AM wirklich ist.

3D-Druckmaterialien:Nicht nur Plastik!

Eines der häufigsten Missverständnisse in Bezug auf den modernen 3D-Druck ist, dass bei diesem Verfahren nur Kunststoffe verwendet werden – aber das ist einfach nicht der Fall. Natürlich sind Harze eine beliebte Wahl, da sie eine Reihe wünschenswerter Eigenschaften wie Zähigkeit oder Elastizität in fester Form bieten. SLA- (Stereolithographie) und DLP-Drucker (Digital Light Processing) sind gängige Maschinen, die zur Entwicklung von Prototypen mit Harzen verwendet werden.

Moderne Konstrukteure verfügen jedoch über eine breite Palette unterschiedlicher bedruckbarer Materialien, deren Anwendungen sich in Abhängigkeit von zahlreichen Faktoren wie den erforderlichen Materialeigenschaften, den Kosten, der Farbe, dem Aussehen und der Schichtdicke unterscheiden.

Wenn nicht nur Kunststoff, welche anderen Materialien können dann für den 3D-Druck verwendet werden?

Einige der am häufigsten verwendeten Nicht-Kunststoff-Materialien sind unten aufgeführt:

• Metalle :Metalle können mit verschiedenen Techniken wie Pulversintern oder Direktschmelzen direkt bedruckt werden. Metalle wie Aluminium, Titan und Edelstahl sind aufgrund der hohen Festigkeit und der metallischen Oberfläche eine beliebte Wahl für Ingenieure.
• Glas :Glas wurde kürzlich in AM verwendet, um komplex geformte Gegenstände zu bauen, die für Bereiche wie Optik und Mikrofluidik von entscheidender Bedeutung sind.
• Keramik :Keramik ist aufgrund ihrer glänzenden, glasierten Oberfläche eine beliebte Wahl. Hochleistungskeramik wird in der Automobilindustrie, beispielsweise für Kleinteile wie Filter oder Katalysatorträger, sowie in der biomedizinischen Industrie eingesetzt.
• Organische Verbindungen :Mehrere organische Materialien werden jetzt auch verwendet, um Materialien für AM zu entwickeln. Sie bieten eine angemessene Qualität und können Vorteile für die Umwelt bieten. Ein interessantes Beispiel dafür ist Stein; Steinpulver wird mit dem umweltfreundlichen thermoplastischen Polymer PLA (Polyactid) kombiniert, das den Produkten sowohl ein natürliches Aussehen und eine natürliche Textur als auch eine starke Struktur verleiht.

Was liegt vor uns?

Wenn man sich den obigen Abschnitt ansieht, kann man mit ziemlicher Sicherheit sagen, dass Kunststoffe nicht die einzigen Materialien sind, die bei additiven Fertigungstechniken verwendet werden. Was jedoch bleibt, ist die Frage nach nachhaltigen Materialien, die nicht nur Innovationen in der Technik, sondern auch einen grüneren, lebenswerteren Planeten in kommenden Zeiten garantieren.