Schallwellen revolutionieren 3D-Druck

Forscher der Harvard University haben ein neues Druckverfahren entwickelt, das Schallwellen nutzt, um Tropfen aus zähflüssigen Materialien und Metall herzustellen. [...]

Materialien und sogar flüssiges Metall durch neues Verfahren zu Tröpfchen verarbeitet. (c) pixabay
Materialien und sogar flüssiges Metall durch neues Verfahren zu Tröpfchen verarbeitet. (c) pixabay

Mithilfe dieser Methode lassen sich Biopharmazeutika, Kosmetika, Lebensmittel sowie optische und leitende Materialien produzieren. Die Schallwellen dienen dazu, Tropfen aus Düsen zu gewinnen und in die passende Größe zu bringen und zu lenken.

Zähflüssigkeit nicht wichtig

Die Wissenschaftler haben ihr Verfahren an den verschiedensten Materialien getestet – darunter Honig, Stammzellenflüssigkeit, Biopolymere sowie flüssiges Metall. Experten sehen hier viel Potenzial. „Dies ist ein wichtiger technologischer Schritt, der das Drucken von verschiedensten Biomaterialien, wie zum Beispiel bei künstlicher 3D-Gewebeherstellung, ermöglicht. Es muss allerdings geklärt werden, ob die starken akustischen Kräfte die kräfteempfindlichen biologischen Druckproben nicht nachhaltig beeinflussen“, erklärt Eugenijus Kaniusas vom Institute of Electrodynamics, Microwave and Circuit Engineering der Technischen Universität Wien.

„Durch die Nutzung akustischer Kräfte haben wir eine neue Technologie ins Leben gerufen, die es ermöglicht, die unterschiedlichsten Materialien nach Bedarf in Tropfenform zu drucken“, erklärt Jennifer Lewis von der Harvard University. Das Team hat einen akustischen Resonator entwickelt, durch den ein akustisches Feld erzeugt wird. Mithilfe dieses Felds kann die Schwerkraft an der Druckerdüse um das Hundertfache übertroffen werden.

Mikroelektronik kein Einsatzgebiet

Durch diese kontrollierbare Kraftausübung wird jeder Tropfen in der gewünschten Größe aus der Düse gezogen. Diese Tropfen werden in Richtung des Druckziels ausgestoßen. Je höher die Amplitude der Schallwellen ist, desto kleiner ist die Größe der Tropfen. Die Viskosität einer Flüssigkeit spielt dabei keine Rolle. Trotz dieser Präzision ist eine Anwendung der Technologie in der Mikroelektronik eher unwahrscheinlich. „Sie wäre mit der Chipproduktion nicht kompatibel“, betont Erich Gornik vom Institut für Festkörperelektronik der Technischen Universität Wien.


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