Een nieuwe 3D-printmethode kan met licht en een slim harsrecept objecten tot honderdmaal sneller printen dan conventionele 3D-printers.

Van maffe snuisterijen tot medische hulpmiddelen, meubels en zelfs gebouwen; je kunt het zo gek niet bedenken of er is wel een variant van uit de 3D-printer gerold. Onderzoekers aan de Michigan-universiteit zouden dergelijke prints met een nieuwe methode in de toekomst nog sneller in elkaar knutselen. Met behulp van licht is de nieuwe printmethode namelijk tot honderdmaal sneller dan conventionele 3D-printers. Het onderzoek werd gepubliceerd in vakblad Science Advances.

Lees ook: Levensgroot mammoetskelet uit 3D-printer gerold

Deze kleine M is razendsnel uit een 3D-printer gerold. © University of Michigan

3D-printen

Bij de bekendste vorm van 3D-printen zet het apparaat aan de hand van een digitaal model plastic filamenten af. Zo worden de driedimensionale prints laagje voor laagje opgebouwd. Een andere, wat ingewikkeldere manier is dat van zogenaamde stereolithografische printers.

Deze 3D-printers, ook wel sla-printers genoemd, maken over het algemeen gebruik van een UV-laser die het ontwerp als het ware tekent in een vat met hars (Engels: resin). Waar het UV-licht de hars raakt, stolt het, en wordt het ontwerp (vaak ondersteboven) geprint. De nieuw ontwikkelde methode is een variatie op dit mechanisme.

Harsrecept

De onderzoekers gebruikten twee lichtbronnen om de hars in het ‘vat’ volgens het model op de juiste plekken te laten stollen – of juist vloeibaar te houden. Het geheim zit hem in de chemische samenstelling van de hars die naast een foto-activator ook een foto-inhibitor bevat.

Een M voor Michigan een een klein bootje zijn tot nu toe succesvol met de 3D-printer van de onderzoekers geprint. © University of Michigan

Bij conventionele methoden vindt er slechts één reactie plaats; het licht activeert de foto-activator en de hars stolt. De toegevoegde foto-inhibitor bij de nieuwe methode gaat bij blootstelling aan een andere golflengte dat uitharden juist tegen. Met gerichte bestraling, wisten de onderzoekers zo al een kleine M – voor Michigan – en een bootje uit het ‘harsbad’ te tillen (zie afbeelding hierboven).

In het filmpje hieronder kun je zien hoe het printen met de nieuwe methode eruitziet:

Oplossing

Volgens de onderzoekers is de nieuwe 3D-printmethode niet alleen tot honderdmaal sneller dan conventionele varianten, maar resulteert hij ook in stevigere voorwerpen. Deze prints omzeilen namelijk de zwakke punten tussen de verschillende laagjes die ontstaan bij andere methoden.

Hoewel de onderzoekers tot nu toe alleen kleine voorwerpen hebben geprint, verwachten ze dat de methode goed op te schalen is voor de productie van grotere objecten.

Bronnen: Science Advances, University of Michigan, De Ingenieur

Beeld: University of Michigan

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!