3D-Drucker für Silikon
Der 3D-Druck aus Silikon ist eine anspruchsvolle Kunst, die sich gerade erst entwickelt, aber dank neuer Drucker auf dem Markt, die mit diesem Material umgehen können, ist in der 3D-Druckbranche eine erhebliche Veränderung zu erwarten. Elemente, die aus Silikon durch Spritzgießen oder Pressen hergestellt werden, finden in vielen Bereichen Anwendung und haben eine Vielzahl von Verwendungsmöglichkeiten. Hier sind Gegenstände zu nennen, die Silikoneigenschaften erfordern, wie Dichtungen, Greifer, Gehäusekomponenten oder Unterlagen. Das sind Elemente, die normalerweise ein Modell erfordern und dann eine Form, in die Silikon eingespritzt oder gepresst wird. Dies verlängert und kompliziert den Prozess der Herstellung von Silikongegenständen erheblich. Wie die Hersteller von 3D-Silikondruckern erklären, kann Silikon, das im 3D-Druck verwendet wird, die Herstellungszeit solcher Elemente um bis zu 90 % im Vergleich zu traditionellen Methoden verkürzen. Dies ist ein wesentlicher Unterschied, der sich direkt auf die Herstellungskosten von Silikonteilen auswirkt. Hier ist eine beispielhafte Liste praktischer Anwendungen des schichtweisen Silikondrucks:
Anwendungen von Silikon im 3D-Druck:
- Medizinische Implantate und Medizin: 3D-gedruckte Silikonimplantate – Körperteile, für die Silikon ähnliche Eigenschaften aufweist (wie beispielsweise Knorpel), sind hier zu nennen. Ein Beispiel dafür, woran intensive Forschung betrieben wird, ist der in 3D gedruckte Meniskus. Silikon wird auch in der Gewebetechnik eingesetzt, da es ein hervorragendes Gerüst für das Wachstum von Gewebe zu wissenschaftlichen Experimenten und zur Herstellung von medizinischen Implantaten sein kann. Silikon eignet sich auch zur Herstellung von medizinischen Modellen, die bei chirurgischen Übungen helfen, aufgrund seiner Ähnlichkeit mit menschlichem Gewebe. Die Herstellung einzigartiger und komplexer Silikonmodelle im 3D-Druckverfahren kann jetzt viel einfacher und schneller sein.
- Prothetik: 3D-gedruckte Silikonprothesen oder Protheseneinsätze sind vielleicht das beste Beispiel für die Möglichkeiten des Silikondrucks, da es sich in der Regel um eine hochindividuelle Form handelt, die sich für die Massen- und Serienproduktion nicht eignen würde.
- Robotik: Silikon eignet sich hervorragend für Elemente wie Greifer von Maschinen oder Robotern, die dadurch in der Lage sind, empfindliche Gegenstände zu greifen und zu manipulieren.
- Wearables: Die Herstellung personalisierter Gegenstände wie Griffe oder Abdeckungen für Smartwatches, Smartphones und andere alltägliche Geräte eröffnet neue Möglichkeiten durch einen eigenen Silikondrucker.
- Textilien: Die Verwendung von Silikon in dehnbaren Stoffen oder als Einsätze kann in der Mode oder Sportbekleidung für individuellere Anwendungen genutzt werden und ermöglicht einzigartige Lösungen durch den 3D-Drucker.
- Elektronik: Silikon, das im 3D-Druck verwendet wird, wird als potenzielles Material für flexible und dehnbare Elektronik untersucht.
- Akustik: Ideales Material zur Schall- und Vibrationsdämpfung, z. B. Schallschutzwände, Schallabsorber und Vibrationsdämpfer.
Herausforderungen für den 3D-Silikondrucker
Der 3D-Druck aus Polymeren ist in der Praxis eine ziemlich einfache Methode aufgrund der Thermoplastizität dieser Materialien. Thermoplastische Materialien erhalten nach dem Erhitzen durch die Druckerdüse und dem Abkühlen ihre gewünschten Eigenschaften. Im Falle von Silikon kann das einmal erstarrte Material seine Elastizität nicht wiedererlangen, um durch die Druckerdüse geformt zu werden. Im Vergleich zu Druckern, die Fotopolymermaterialien verwenden, sind Silikone sehr beständig gegen UV-Strahlung und können nicht auf diese Weise ausgehärtet werden. Silikone erfordern eine zusätzliche Komponente, um das Material licht- oder wärmeempfindlich zu machen (und damit die zwei Bedingungen des traditionellen 3D-Drucks zu erfüllen), die leider nicht besonders gut als Auslöser für die Initiierung der Polymerisationsreaktion in Silikonmaterial wirkt. Derzeit werden die für Harzdruckern bestimmten, speziellen Materialien verwendet, die jedoch nicht aus reinem Silikon, sondern aus dessen Mischungen bestehen. Dies ermöglicht eine breitere Anwendung dieses Typs von Material, wirkt sich jedoch letztendlich negativ auf seine Eigenschaften aus. Andererseits ermöglicht dieser Trick ein einfacheres Drucken von Materialien, die ähnliche Eigenschaften wie Silikon aufweisen.
Welcher Silikondrucker – beste Lösungen fur Silikondruck
Viele Unternehmen versuchen, ihr eigenes Konzept für den Silikondruck zu entwickeln. Das Hauptproblem dieser Methode ist die Aushärtung des Materials, aus dem die einzelnen aufgetragenen Schichten bestehen. Aus diesem Grund wurden einige Konzepte von einzelnen Unternehmen entwickelt. Eine Lösung besteht darin, Silikon und aushärtendes Material gleichzeitig mithilfe der UV-Bestrahlung aufzutragen. Diese Technik entwickelt sich nicht dynamisch weiter, und die Arbeit eines der Unternehmen wurde sogar eingestellt. Eine ähnliche Drucktechnik besteht darin, Silikone mit Harzen zu mischen und damit auf Druckern für lichthärtende Harze zu drucken. Vertreter dieser Methode sind die Unternehmen 3D Carbon und Desktop Metal. Ein weiteres Beispiel dafür, wie das Problem bewältigt werden kann, ist die Verwendung einer Aushärtung in Form von Wärme aus einer Halogenlampe – LAM. Der Begriff Liquid Additive Manufacturing wurde von dem deutschen Unternehmen RapRap eingeführt und wird jetzt nach einigen Marktturbulenzen von der InnovatiQ-Druckermarke verwendet.
3D-Druck aus reinem Silikon
Derzeit gibt es auf dem Markt mehrere Geräte, die in der Lage sind, im 3D-Verfahren aus reinem Silikon zu drucken. Zu den Top-Modellen gehören Marken wie Spectroplast mit dem Modell 3D SAM, Desktop Health EnvisionTec mit dem 3D-Bioplotter oder InnovatioQ mit dem LiQ 320-Drucker. Wir haben uns jedoch entschieden, das Modell des französischen Unternehmens Lynxter vorzustellen, das das Flaggschiff 3D S300X anbietet. Es gibt mehrere Gründe, warum wir diesen Drucker empfehlen, und einer der wichtigsten ist die Leistungsfähigkeit und Präzision. Dies ist ein 3D-Silikondrucker, der Ende 2022 eingeführt wurde und interessante Parameter aufweist: einen großen Arbeitsraum, der es ermöglicht, Teile mit Abmessungen von 300 x 250 x 200 mm zu drucken, und eine Druckgenauigkeit von 100 Mikrometern. Dieser Drucker verwendet industrielle und medizinische Silikone wie RTV2 5, 10, 25, 40 ShA, 45shA. Die Möglichkeit, solche polyurethanbasierten Materialien mit Parametern von 50 bis 85 ShA zu drucken, ist ein zusätzlicher Vorteil. Dieser Drucker verfügt über einen Druckkopf zum Drucken von Stützstrukturen sowie über einen Zweikomponenten-Druckkopf für die Herstellung von Zielelementen aus Silikon. Die Verwendung von so vielen Druckköpfen ermöglicht das Mischen von Materialien mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften während eines Druckvorgangs. Dies ermöglicht das Drucken von Materialien, die für den Hautkontakt bestimmt sind, wie Orthesen, Endteile, die weiterverarbeitet werden sollen (Sandstrahlen oder Lackieren), oder Textilien oder ihre Elemente mit außergewöhnlicher Leistungsfähigkeit für dieses Material.
3D-Drucker, die mit Silikonmaterialien drucken
Eine interessante 3D-Druckerlösung, die mit Silikonmaterialien druckt und eine hohe Leistungsfähigkeit und hervorragende Druckparameter aufweist.
