China hat einen dreidimensionalen holographischen Drucker entwickelt, der Modelle vollständig in weniger als einer Sekunde druckt

Chinesische Wissenschaftler haben die 3‑D-Druck-Revolution vorangetrieben: ein ganzes Modell wird in einer halben Sekunde gedruckt

Der Druck auf herkömmlichen 3‑D‑Printern dauert oft Stunden, manchmal sogar einen ganzen Tag. Diese Dauer macht additive Technologie für die Massenproduktion unprofitabel. Wissenschaftler der Tsinghua University veröffentlichten in der Zeitschrift *Nature* ein Ergebnis, das dieses Bild verändert: Sie konnten ein vollständig komplexes Objekt in nur 0,6 s drucken. Die neue Methode heißt DISH – Digital Incoherent Synthesis of Holographic light fields (digitaler inkohärenter Synthese von holographischen Lichtfeldern).

Wie funktioniert DISH
* Verzicht auf mechanische Plattform

Anstatt den zu druckenden Teil oder das Düssystem zu bewegen, nutzt DISH gesteuertes Licht. Das Licht formt sofort das gesamte Modellvolumen.

* Holografisches Projizieren

Das System erzeugt optimierte digitale Hologramme und projiziert sie gleichzeitig aus verschiedenen Richtungen in die fotopolymerische Harzschicht über ein hochgeschwindigkeitsdrehendes Modul. Durch computerbasierte Optimierung entsteht eine genaue 3‑D‑Intensitätskarte des Lichts, die nur dort aushärtet, wo es nötig ist.

* Unabhängigkeit von der Viskosität des Harzes

Die Hologramme ermöglichen eine gleichmäßige Aushärtung des Materials in der gesamten Tiefe und sind nicht auf die traditionelle Schärfentiefe eines Projektors beschränkt.

Kernkennzahlen
KennzahlWertAuflösung im gesamten Modell (bis 1 cm)19 µmDie kleinste Detailgröße12 µm (~ 1/5 der Dicke eines menschlichen HaarsDruckgeschwindigkeit≈333 mm³/sZeit zum Drucken einer einzelnen Modell0,6 s

In Labortests konnten komplexe millimetergroße Objekte und Mikrostrukturen mit hoher Genauigkeit erstellt werden. Gleichzeitig unterstützt die Technologie eine kontinuierliche Harzzufuhr, was den Weg zur Massenproduktion ebnet.

Mögliche Anwendungen
BereichWas kann gemacht werdenBiomedizinSchnelle Modellierung von Geweben und Gefäßen für MedikamententestsRobotikHerstellung von Mikrorobotern, flexiblen ElektronikkomponentenPhotonik und MEMSEinbau von Komponenten in photonische Geräte, Kameramodule von SmartphonesSonstigesErstellung hochdetaillierter 3‑D‑Modelle für die industrielle Gestaltung

Was bedeutet das für die Industrie
Der Übergang von mechanischem Schichtdruck zu lichtbasiertem volumetrischem Synthese eröffnet eine neue Paradigmenwechsel im 3‑D‑Druck. Licht wird zum Hauptwerkzeug der Fertigung, was den Prozess erheblich beschleunigt, die Genauigkeit erhöht und die Massenproduktion komplexer Mikrostrukturen realisiert.