9 neue 3D-Druck Materialien mit spannenden Eigenschaften

Die neueste Generation von Materialien für 3D-Druck ist da! Sie umfasst mehrere flexible Kunststoffe sowie ein paar exklusive Neuheiten. Unter anderem die ersten reparablen flexiblen Kunststoffe und das erste Titan-Keramik-Pulver für das Pulverbett, sowie laserbasierte Metalle für SLM 3D-Druckverfahren. Lesen Sie dieses Mal auch über ein neues Verfahren für die additive Fertigung mit Glas, sowie über einige wiederverwendbare transoformative Zellmaterialien die Energie absorbieren! Diese befinden sich allerdings noch in der Forschung und Entwicklung - alle anderen Materialien sind bereits erhältlich.

Unter anderem wollen wir Ihnen das neue Filament auf Basis von DuPont Surlyn Ionomerharz, das steife thermoplastische Polyurethan Filament von NinjaTek und noch viele andere, neuartige Filamente mit verbesserten Eigenschaften vorstellen. 

Graphene 3D-Lab-Flex Foam

Graphene-3D-Lab-Flex-Foam-1.jpg                                               Graphene 3D-Lab-Flex Foam (Quelle: Graphene 3D Lab)

Graphene 3D-Lab-Flex Foam ist ein hochleitfähiges, flexibles Material, bestehend aus einem Schaumstoffkern und gezüchtet mithilfe von chemischer Dampfabscheidung. Das Material wurde mit Kohlenstoff-Nanopartikeln imprägniert und mit einem Elastomer behandelt. Diese metallfreien Schäume können auch mit biokompatiblen Elastomer behandelt werden. Der Schaum ist 1,2 mm dick und seine Dichte beträgt 50 bis 70 mg pro Kubikzentimeter. Er kann leicht mit einem Messer oder einer Rasierklinge geschnitten werden, sowie in einer Vielzahl von Größen und Geometrien hergestellt werden. Die Anwendungen umfassen Luft- und Raumfahrt, Militär, Elektronik und Biotechnik.


T-Lyne

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Quelle: taulman 3D

taulman3D arbeitete zusammen mit DuPont um seinen neuen T-Lyne herzustellen - ein flexibles, langlebiges, kristallklares 3D-Druck Filament. Auf Basis von DuPont Surlyn Ionomerharz, das bereits in Lebensmittelverpackungen und industriellen Anwendungen verwendet wird, ist der T-Lyne ein mithilfe von Polyethylen und Co-Polymer erzeugtes Material, das extrem haltbar und flexibel ist. Mit einer Shore D Härte von 65. Wenn ein glasartiges Aussehen gewünscht ist, empfiehlt sich niedrige Geschwindigkeit und eine niedrige Temperaturverarbeitung von 190°C  bis 210°. Für gebrauchsartige Teile wie beispielsweise Prothesen ist eine Temperatur von bis zu 245°C zu empfehlen. T -Lyne kann an kalten und warmen Oberflächen bis zu 40°C  gedruckt werden, beispielsweise Glas, Acryl oder ULTEM. Das Material wird z. B. für die Produktion von Prothesen verwendet und ist daher auch für den Körper verträglich.


Glas

 
Forscher an der Virginia Tech und an der Rhode Island School of Design haben ein System entdeckt mit dem man nun auch Glas in der additiven Fertigung einsetzen kann. Dieses System druckt Objekte mithilfe eines Roboterarms der eine Kachel um einen Extruder bewegt, welcher Schichten von geschmolzenem Glas auf die Fliese gibt. Die meisten Objekte die mit dem Sechs-Achsen-Glasverfahren gedruckt werden sehen am Ende ziemlich rau aus, da das Glas ungleichmäßig abkühlt. Obwohl das System nach wie vor nicht ausgereift ist und man damit keine komplexen oder hochauflösenden Objekte erstellen kann, ist es dennoch ein erster Schritt im 3D-Druck mit diesem ziemlich flüchtigen Material.

Titan-Keramik-Pulver

Z3Dlab-3DP-titanium-ceramic-powder.jpgTitan-Keramik-Pulver. Quelle: Z3D Lab

Die französische Firma Z3DLab entwickelte und patentierte das erste Titan-Keramik-Pulver für Pulverbetten und laserbasierte Metalle für auf Selective Laser Melting (SLM) basierende 3D-Druckverfahren. Das Verbundpulver mit dem Namen ZTI-Pulver verbindet die Biegsamkeit und das geringe Gewicht von Titan mit der Stärke von Keramik-Zirkonoxid. Zwei verschiedene Versionen des Pulvers zielen vor allem auf Medizin und die Raumfahrt ab. Beide Materialien sind biokompatibel und werden bereits in den Bereichen Medizin, Zahnmedizin, der Automobil-, und Luftfahrtindustrie eingesetzt.

Cheetah und Armadillo
 
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Ein Schloss, gedruckt mithilfe von Cheetah. Quelle: NinjaTek

Zwei neue Materialien aus Filament von Ninjatek: Zum einen das durchaus flexible Cheetah und sein sehr starrer Bruder, Armadillo. Cheetah ist ein thermoplastisches Elastomer (TPE), für 3D-Drucker mit einer Shore-A-Härte von 98A. Es hat eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit - sie ist etwa 25% höher als bei ABS Filamenten - und seine Reißfestigkeit ist vergleichbar mit minderwertigem Nylon. Armadillo ist ein thermoplastisches Polyurethan (TPU) mit einer Shore-D-Härte von 75. Im Gegensatz zu ABS Filament wird kein beheiztes Druckbett benötigt. Beide Materialien besitzen eine hervorragende Abriebfestigkeit sowie Chemikalienbeständigkeit und  sind beide konform mit den REACH und RoHS 2002/95 EG-Richtlinien. 

nGen
 
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Spielzeug aus nGen. Quelle: Seth Moczydlowski/Creative Commons 
 
Die Eastman Chemical Company und die niederländische Firma colorFabb haben gemeinsam nGen entwickelt, ein Filament auf der Basis von Eastman Amphora AM3300, einem Polymer, dass im 3D-Druck verwendet wird. AM3300 ist ein harter, geruchsarmer, styrolfreier Co-Polyester. nGen bietet hohe Oberflächendetails und einen Verarbeitungstemperaturbereich von 220°C   bis 240°C, um den 3D-Druck zu beschleunigen. Es ist in 16 Farben und einer klaren Version erhältlich.

PXCMs
 
 

Eine neue Art von Energie absorbierendem Material, dass auch im 3D-Druck verwendet werden kann, könnte für vielerlei Produkte verwendet werden. So kann beispielsweise Stoß-  oder Aufprallenergie absorbiert werden. Die Purdue University entdeckte transformative Schaumstoffe (PXCMs) mit einer Wabenarchitektur. Diese sind auf verschiedene Größen skalierbar und können eine Vielzahl geometrischer Konfigurationen wie Würfel, Tetraeder oder Fünfecke abbilden. Sie können aus Metallen, Polymeren oder jedem anderen Material sein, dass sich elastisch verhält und wiederverwendet werden kann, da sie im Gegensatz zu anderen PXCMs nicht irreversibel deformiert sind. 


Thermoplastisches Polyethuran (TPU)

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 Quelle: Sculpteo 

Die französische Firma Sculpteo hat ein thermoplastisches Polyethuran (TPU) entwickelt, dass vor allem im Laser Sintering verwendet werden soll. Dieses flexible Kunststoffpolyethuran kann Objekte mit einer Shore-A-Härte von 65 und einer typisch körnigen Oberfläche erzeugen. Das Material ist zudem öl- und fettbeständig und behält seine Form auch bei Temperaturen bis 120°C. Es wird vor allem verwendet, um chirurgisches Werkzeug herzustellen oder Lehrmodelle von Organen, wie beispielsweise dieses Herz. Das Material ermöglicht es, die Eigenschaften von lebendem Gewebe möglichst detailgetreu nachzubilden.


Filament aus CX5 und CX5s Materialien

Ein weiteres flexibles 3D-Druck Material hergestellt von Adam Beane Industries unter der Leitung des Bildhauers Adam Beane, ist ein Filament aus CX5 und CX5s Materialien. Da das Filament heiß geformt werden kann nachdem es bereits gedruckt wurde, findet es vor allem Verwendung in traditionellen Techniken der Bildhauerei. Für die Herstellung dieser Materialien für den 3D-Druck wird Ton verwendet, da dieser zuerst erwärmt wird und anschließend härtet wenn er abkühlt. Das Filament kann also viele Male überarbeitet werden und sogar geschmolzen und wiederverwendet werden. CX5s ist nach dem Abkühlen weiterhin etwas formbar während CX5 ziemlich hart bleibt.

Es ist noch aktuell noch nicht allzu viel über das Filament für die additive Fertigung von diesen Materialien bekannt, aber es ist geplant sie innerhalb eines Jahres zur Verfügung zu stellen.

Themen: Materials 3D Leitfaden

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