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Erstmals 3D-Laserdruck in Farbe

Eine Prise Nanosilber macht's möglich

01. September 2020, 10:47 Uhr   |  WEKA Newsdesk, kv

Eine Prise Nanosilber macht's möglich
© Gökce, CENIDE/UDE

Der Pulver-Rohstoff, beschichtet mit unterschiedlichen Nanopartikeln für den laserbasierten 3D-Druck in verschiedenen Farben.

3D-Laserdrucker sind unschlagbar, wenn es auf Präzision und gute mechanische Eigenschaften ankommt. Aber: Diese Geräte sind teuer, groß und drucken nur weiß. Für zu Hause gibt es zwar Tischgeräte, die drucken aber nur schwarz. Ein Team der Uni Duisburg-Essen bringt jetzt Farbe ins Spiel.

Preiswerter und kleiner sollen die Laserdrucker für den Küchentisch werden – und farbig. Hierfür setzten Forscher der Universität Duisburg-Essen (UDE) statt auf die in der Industrie üblichen CO2-Laser auf deutlich günstigere Diodenlaser, wie sie mit niedrigerer Leistung zum Beispiel in CD-Playern vorkommen. »Da muss man aber zunächst ein bisschen tricksen«, erklärt Dr. Bilal Gökce von der Technischen Chemie I der UDE. Denn das übliche Pulver-Polymer, der Rohstoff für den Druck, ist weiß. Das bedeutet, dass es alle Wellenlängen des sichtbaren Lichts reflektiert – leider auch die des Diodenlasers.

Um dieses Problem zu lösen, beschichteten die Wissenschaftler die Pulverkörnchen mit Nanopartikeln aus Silber. Dazu muss man wissen: In den winzigen Dimensionen des millionstel Millimeters haben Materialien mitunter überraschende Eigenschaften. So erscheint Silber gelb, Nanogold hingegen ist rot bis violett.

Konzept übertragbar auf andere Farben

Das vormals weiße Polymer war nun gelb, und in Kombination mit einem Diodenlaser, dessen Strahlung besonders gut von gelben Objekten absorbiert wird, funktionierte die Idee: Es entstand der erste laserbasierte 3D-Druck in Farbe. Details dazu sind nachzulesen in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins Advanced Optical Materials.

»Da die Nanopartikel fest auf der Oberfläche der Pulverkörnchen sitzen und nicht nur hineingemischt sind, ergibt schon eine Prise von ihnen eine gleichmäßige Farbe«, so Gökce. Und was mit Silber funktioniert, geht auch mit Nanopartikeln aus anderen Elementen, sodass den Farben in diesem Verfahren keine Grenzen gesetzt sind. Ein weiterer Vorteil der Partikel: Silber hat eine antibakterielle Wirkung, Eisenoxid besitzt magnetische Eigenschaften.

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