3D-Druck-mit-Gold-Ring

Das aus der PA-Verarbeitung bekannte Selektive Lasersintern erlaubt nun auch Gold 3D Druck

Bislang funktionierte der Gold 3D Druck auf die gleiche Weise wie das 3D-Drucken mit Silber, das heißt als eine Kombination von Additiver Fertigung und traditionellem Schmiedehandwerk. Die Entwürfe der späteren 3D-Modelle wurden in Wachs gedruckt, daraus wurde ein Abguss in Gips oder Keramik erzeugt, dieser nun im Hochofen erhitzt und das flüssige Metall in diese Gussform gegossen, wo es in der zuvor in den 3D-Dateien festgelegten Form erkaltete. Dieses, noch 2014 einzig mögliche Gold 3D Druck-Verfahren findet natürlich auch weiterhin Verwendung in der Welt des Schmuck-Drucks.

Innovation im Gold 3D Druck kommt aus den Niederlanden

Forschern der Universität Twente in den Niederlanden ist es inzwischen (vgl. Pressemitteilung, vom Juni 2015) jedoch gelungen, Gold nun auch im Selektiven Lasersintern zu drucken. 3D-Druck-Kennern ist dieses, auf dem lokalen Verschmelzen einzelner Schichten mittels Laserstrahl beruhende 3D-Druckverfahren schon seit geraumer Zeit ein Begriff. Normalerweise wird das Selektive Lasersintern (bekannt auch als SLS-Druck) allerdings in der  3D-Druck-Verarbeitung von PA-Kunststoffen eingesetzt.

Gold 3D Druck auf Tröpfchen-Basis

Zunächst einmal besteht das Hauptproblem beim Gold 3D Druck (wie auch bei anderen Metallen) in dessen hoher Schmelztemperatur. Für dieses Problem haben die niederländischen Forscher eine Lösung in Form eines gepulsten Lasers gefunden, der einen kleinen Bereich eines dünnen Metallfilms so weit erhitzt, dass sich ein kleines Tröpfchen aus dem Film löst. Dieser tropft nun auf ein Substrat, welches als Basis für den eigentlichen Prozess des Selektiven Lasersinterns dient.

Um den Tropfen eine möglichst hohe Geschwindigkeit zu verleihen kommt hierbei ein vergleichsweise Hoch-energetischer Laserstrahl zum Einsatz. Die Geschwindigkeit der Tröpfchen dient dabei keineswegs in erster Linie der Beschleunigung des Druckvorgangs, vielmehr optimiert sie deren Form entscheidend. Die so beschleunigten Gold-Tröpfchen werden nämlich scheibenförmig und in dieser Form hart, was die Stabilität der 3D-Druck-Struktur entscheidend verbessert.

Treffsicherheit als Herausforderung

Eine noch zu bewältigende technische Herausforderung bei dieser Technologie liegt in der Treffsicherheit der Gold-Tröpfchen. Bei einem derart starken Laser ist es bislang nämlich noch nahezu unvermeidbar, dass einige Tropfen auch neben dem gewünschten Punkt landen. Dieses Problem muss noch gelöst werden, woran das Forscherteam aus Twente natürlich intensiv arbeitet.

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