MIT-Profis bauen schnellsten 3D-Drucker der Welt

Produktionszeit sinkt gegenüber herkömmlichen Geräten auf ein Zehntel. [...]

Teile aus dem weltschnellsten 3D-Drucker.  © Chelsea Turner, web.mit.edu
Teile aus dem weltschnellsten 3D-Drucker. © Chelsea Turner, web.mit.edu

Ganze sechs Minuten braucht ein neuartiger 3D-Drucker, um ein legosteingroßes Bauteil herzustellen. Damit ist er rund zehnmal schneller als kommerzielle Geräte. Den flotten Drucker haben Ingenieure am Massachusetts Institute of Technology (MIT) entwickelt. Die Schlüsselkomponente ist ein Druckkopf mit zwei Systemen, die den Druck dramatisch beschleunigen.

Schichten ultraschnell verbinden
Zum einen handelt es sich um einen winzigen Extruder, der das Kunststoffpulver mit hoher Geschwindigkeit aus der Düse drückt, zum anderen um einen integrierten Laser, der das Material aufheizt, sobald es die Düse verlässt, also noch bevor es am Ziel ngekommen ist. Derart erhitzt lässt es sich schneller aufschmelzen, sodass es sich blitzschnell mit der zuvor aufgetragenen Schicht verbindet.

Das Team um Mechanik-Professor Anastasios John Hart hat die Fähigkeiten mit verschiedenen kleinen Bauteilen wie einer Brillenfassung, einem Kegelzahnrad und einer Miniaturversion des MIT-Kuppelbaus demonstriert. „Wenn ich Prototypen eines kleinen Zahnrads oder einer Halterung in wenigen Minuten statt in einer Stunde fertigen kann, oder ein größeres Bauteil während meiner Frühstückspause, kann ich schneller konstruieren, bauen und testen“, sagt Hart.

Vielfältige Anwendungsoptionen
Der Drucker könnte auf einem Service-Wagen installiert werden, mit dem Handwerker zu Kunden fahren. Vor Ort könnte das gebrochene Ersatzteil hergestellt werden, so Harts Vision. Er ließe sich auch in abgelegenen Regionen in der Notfallmedizin und zahlreichen anderen Bereichen einsetzen. Damit ließe sich eine Menge Zeit und Transportaufwand einsparen.

Hart und Jamison Go, der früher zum Hart-Team gehörte, analysierten zunächst die Ursachen für die mangelhafte Geschwindigkeit von kommerziellen 3D-Druckern. Sie ermittelten drei Ursachen. Da ist zum einen die Geschwindigkeit des Druckkopfes, dann die Kraft, mit der das Pulver durch die Düse gedrückt wird und schließlich die Aufheiz- und Schmelzgeschwindigkeit. Dann machten sie sich daran, ein neues Design zu finden, dass die drei Nachteile nicht hat. „Jetzt haben wir es gebaut“, freut sich Hart abschließend.

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