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Donnerstag, 04 November 2021 08:00

3D-Druck-Verfahren für das Weltall

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Geschätzte Lesezeit: 1 - 2 Minuten
Laserdrucker beim Drucken von Zahnradlayern. (Bild: mz Toner Technologies GmbH) Laserdrucker beim Drucken von Zahnradlayern. (Bild: mz Toner Technologies GmbH)

Ein Forschungsteam der TH Köln entwickelt gemeinsam mit der Firma mz Toner Technologies ein neues 3D-Druck-Verfahren auf Basis von Elektrophotographie, das unter anderem das Drucken im Weltraum ermöglichen soll. Elektrophotographie ist das Verfahren, mit dem die meisten Drucker funktionieren. Dabei wird eine sogenannte Fototrommel innerhalb des Druckers komplett elektrisch aufgeladen.

Ein Laserstrahl bildet anschließend das zu druckende Motiv auf dieser Trommel ab, indem er selektiv elektrische Ladungen löscht. Der Farbstoff haftet dort auf der Trommel, wo Ladungen übriggeblieben sind. Dieser wird auf das Papier übertragen und erzeugt so das am Ende sichtbare Bild.

Das neue Konzept des Teams ist folgendes: Das zu fertigende Bauteil wird zuerst mit einer Software in mehrere hauchdünne Schichten „geschnitten“. Statt des Farbstoffs werden Polymerpartikel, also Kunststoffe, verwendet. Dabei können ein bis zehn Schichten, welche wenige Mikrometer dünn sind, übereinander auf eine Trägerfolie gedruckt und durch eine Walze vorverfestigt werden. Um das gewünschte Bauteil vollständig zu fertigen, werden im zweiten Prozessschritt mehrere dieser zuvor gedruckten Schichtpakete mit Hilfe einer Heizpresse miteinander verbunden. Eine besondere Herausforderung ist es, das elektrophotographische Verfahren so umzusetzen, dass es trotz fehlender Schwerkraft eingesetzt werden kann. Für die Raumfahrt hätte der 3D-Druck unter anderem den Vorteil, dass nicht alle Ersatzteile, die während einer Expedition benötigt werden, mitgenommen werden müssten. Sie könnten je nach Bedarf direkt vor Ort anfertigt werden.

Weitere Informationen

  • Ausgabe: 10
  • Jahr: 2021
  • Autoren: Dr.-Ing. Richard Suchentrunk

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