Wie mit Powder Binder Jetting vollfarbige 3D Drucke entstehen. Auf meiner Suche nach multicolor 3D Druckverfahren bin ich auf das Powder Binder Jetting gestoßen. Was es kann und wie es funktioniert habe ich einmal aufgeschrieben.

In meiner Übersicht zu möglichen Vollfarb 3D Druckverfahren habe ich über die Möglichkeit geschrieben, mit Pulver bunte Bauteile zu drucken. Eines dieser Verfahren nennt sich Powder Binder Jetting und schafft hochauflösende farbige 3D Drucke.

Wie funktioniert der Vollfarb 3D Druck mit Pulver?

Mit dem Powder Binder Jetting ist es möglich detaillierte 3D Drucke in Farbe herzustellen. Aus der deutschen Bezeichnung Tintenstrahl Pulverdruck lässt sich erahnen, wie dieses Verfahren funktioniert.

Grundlage für die Bauteilerzeugung ist ein weißes Pulver aus Kunststoff wie PMMA und ein Bindemittel. Der Werkstückaufbau läuft wie folgt ab. Eine Rolle oder einen Schieber verteilt das in einem Behälter gelagerte Pulver auf die zu bedruckende Fläche. So entsteht eine dünne Pulverschicht auf der Druckfläche. Die gleichmäßige Pulverschicht ist wenige zehntel Millimeter dick. Um jetzt eine feste Werkstückschicht zu erhalten, trägt ein Tintenstrahlkopf ein Bindemittel auf die Pulverschicht auf. Wie es normale Tintenstrahldrucker bei Papier machen.

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Im Gegensatz zum Papierdruck umschließt das Bindemittel während des Auftragens die lose Pulverschicht und härtet abschließend aus. Was zu einem festen Werkstoffverbund aus Pulver und Binder führt. Als Bindemittel kommt beispielsweise Polybor zum Einsatz. Der Vorgang vom Pulver auftragen bis zum Abbinden mit dem Binder wiederholt sich so lange, bis das Modell fertig aufgebaut ist. Zum Abschluss muss das Bauteil noch aus dem Pulverbad genommen und von Pulverresten befreit werden.

Lassen sich Pulver 3D Drucke veredeln?

Nach dem Entfernen der Pulverreste ist die Oberfläche rau und matt. Eine glatte Oberfläche der 3D Druckteile lässt sich durch das Veredelungsverfahren Infiltrieren herstellen. Dazu beschichtet man die Binder Jetting Bauteile mit einem Harz, welches in das Bauteil einzieht. Kleine Zwischenräume werden vom Harz ausgefüllt, was die Festigkeit des Bauteils erhöht und zu einer glatten Oberfläche beim 3D Druckteil führt.

Gute und schlechte Seiten eines Pulverbades?

Im Gegensatz zu aufschmelzenden Druckverfahren, wie das Fused Deposition Modeling, kann beim Binder Jetting auf Stützstukturen verzichtet werden. Diese Aufgabe übernimmt das nicht abgebundene Pulver. Was bei Überhängen gegenüber auftragender 3D Druckverfahren von Vorteil ist, hat bei Füllstrukturen einen Nachteil. Das Pulver lässt sich aus Hohlräumen nur entfernen, wenn dafür Öffnungen vorgesehen sind. Stützstrukturen, wie sie beim FDM-Verfahren zum Einsatz kommen, lassen sich mit dem Binder Jetting nicht herstellen oder bleiben mit losem Pulver gefüllt.

Eine alternative zum FDM-Drucker?

Der Maker Aad van der Geest aus den Niederlanden hat eine Möglichkeit entwickelt aus einem FDM 3D Drucker einen multicolor Powder Binder Jetting 3D Drucker zu bauen. Das Umrüstungskit ist jedoch nicht ganz günstig, dafür lassen sich neben Kunststoffen, lebensmittelechte Zuckerfiguren drucken. Geschickte Maker können den Colorpod natürlich für ihren eigens konstruierten Binder Jetting Drucker nehmen.
Ein vielversprechendes 3D Druck Verfahren, welches viele Freiheiten in der Konstruktion bietet. Je nach Pulver und Binder kann es für verschiedenste Einsatzgebiete verwendet werden, vom Formenbau bis zur Zuckerfigur. Es ist damit ein multimaterial und multicolor Verfahren im 3D Druck mit Daseinsberechtigung.

Ein ähnliches multicolor 3D Druck Verfahren nutzt auch die Tintenstrahl Technik, kommt dabei aber ohne Pulver aus. Es nennt sich Polyjet 3D Druck und so funktioniert es.

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