Er ist nur so klein wie eine Milchpackung, aber produziert 3D-Objekte wie ein „Großer“: der kleinste 3D-Drucker der Welt, der Forscher aus Wien jetzt konstruiert haben. Deutlich kleiner, leichter und billiger als gewöhnliche 3D-Drucker könnte mit ihm in Zukunft jeder selbst kleine, maßgeschneiderte Objekte nach Bauplänen aus dem Internet produzieren – und so etwa teures Geld für seltene Ersatzteile sparen.
Das Grundprinzip eines 3D-Druckers ist einfach: Ausgehend von einem digitalen Bauplan erzeugt das Gerät automatisch das gewünschte Objekt entweder durch Guss oder durch Lichthärtung von Kunstharz. Der jetzt von Forschern der Technischen Universität Wien entwickelte Mini-Drucker erzeugt das Objekt in einem kleinen Becken mit flüssigem Kunstharz. Das Kunstharz hat die Eigenschaft, dass es genau dort hart wird, wo man es intensiv mit Licht bestrahlt. Schicht für Schicht wird das Kunstharz daher an den richtigen Stellen beleuchtet. Verhärtet eine Schicht, wird an ihr die nächste angelagert, bis das Objekt vollständig ausgehärtet ist – „Rapid Prototyping“ nennt man dieses Verfahren.
„Auf diese Weise können wir auch komplizierte geometrische Objekte mit einer genau definierten inneren Struktur herstellen, wie das etwa mit Gussverfahren niemals möglich wäre“, erklärt Klaus Stadlmann von der TU Wien, der den Drucker-Prototyp gemeinsam mit Markus Hatzenbichler entwickelt hat. Für Massenproduktion von immer gleichen Objekten ist diese Methode nicht gedacht – dafür gibt es billigere Alternativen. Doch der große Vorteil des Rapid-Prototyping-Verfahrens liegt darin, dass sehr einfach individuell angepasste, maßgeschneiderte Einzelstücke erzeugt werden können.
Klein, leicht und mit hoher Auflösung
Der Drucker-Prototyp ist nicht größer als eine Milchpackung, wiegt 1.5 kg und war mit 1.200 Euro auch erstaunlich billig. „Wir werden den Drucker noch weiter verkleinern – und auch der Preis könnte sicher noch spürbar sinken, wenn man ihn in größerer Stückzahl erzeugen würde“, ist Stadlmann zuversichtlich.
Die Auflösung des Druckers ist exzellent: Nur ein Zwanzigstel eines Millimeters messen die Schichten, die jeweils durch Licht verhärtet werden. Damit ist der Drucker auch für Anwendungsbereiche einsetzbar, in denen höchste Präzision erforderlich ist – etwa bei Bauteilen für Hörgeräte. Im Gegensatz zu bisher erhältlichen Druckern verwendet das Modell der TU Wien Leuchtdioden als Lichtquelle, mit deren Hilfe hohe Lichtintensitäten auf sehr kleinem Raum erreicht werden können.
Vielseitige Anwendungsmöglichkeiten
In Zusammenarbeit mit Medizinern und Biologen konnte kürzlich auch gezeigt werden, dass die künstlichen Strukturen, die mit dieser Beamer-Technologie hergestellt wurden, ausgezeichnet dazu geeignet sind, als Gerüst das Wachstum von natürlichem Knochen im Körper anzuregen. Egal, ob man medizinische Teile braucht, die an den Patienten speziell angepasst werden müssen, ob spezielle Ersatzteile benötigt werden, die man nicht teuer um die halbe Welt schicken will, oder ob man einfach nur selbstdesignten Modeschmuck produzieren möchte: Mit einem 3D-Drucker ist dies in Zukunft wahrscheinlich problemlos möglich.
(TU Wien, 18.05.2011 – NPO)
