Der 3D-Drucker als Reaktor für neue Materialchemie
3D-Drucker haben sich in Windeseile von einer grundlagenwissenschaftlichen Kuriosität zu einer in der Industrie eingesetzten Fertigungsmaschine entwickelt. Der Licht-basierte 3D-Druck ist dabei eine von mehreren 3D-Druckmethoden, die aufgrund der exzellenten Auflösung und Oberflächenbeschaffenheit der gefertigten Bauteile besonders spannend für industrielle Anwendungen mit hohem Personalisierungsbedarf ist. Sie findet bereits erste Anwendung in der Medizintechnik und Elektronikindustrie. Jedoch ist der breitere Einsatz dieser Technologie bisher durch die Materialeigenschaften der Bauteile beschränkt. Im Speziellen ist der sogenannte Multi-Material 3D-Druck, bei dem mehrere Materialeigenschaften innerhalb eines 3D-gedruckten Bauteils angewendet werden, ein großteils ungelöstes Problem.
Genau in diesem Spannungsfeld wurden neue, orthogonale Polymerisationsmethoden entwickelt. Während des Druckens können die chemischen Reaktionen, die zur Bildung des Materials beim 3D-Drucken führen (Polymerisationen), präzise durch verschiedene Druckbedingungen wie Lichtfarbe, Lichtstärke und Temperatur verändert werden. Diese Variabilität kann so weit gehen, dass dadurch selektiv unterschiedliche Materialeigenschaften innerhalb eines Druckprozesses in einem Bauteil entstehen können.