Photopolymer Jetting – Farbige 3D Drucke in Fotoqualität

Wenn Du meinen Beitrag über den LOM Druck gelesen hast, kam bei Dir bestimmt eine Frage auf.

Gibt es 3D Drucker die auf dem Grundprinzip handelsüblicher Tintenstrahl Drucker funktionieren und das ohne Tägermaterial? Also ohne Papier oder Pulver? Mit denen sich dennoch fotorealistische 3D Drucke herstellen lassen.

Gute Nachrichten für Dich!

Ein solches 3D Druckverfahren gibt es.

So heißt und funktioniert’s.

Ein Verfahren mehrere Bezeichnungen

Als Oberbegriff findest Du solche 3D Drucker unter der Bezeichnung photopolymer Jetting.

Je nach Hersteller von photopolymer 3D Druckern gibt es verschiedene Bezeichnungen, bedingt durch kleine Unterschiede bei der Werkstückerstellung. Das Grundprinzip der Werkstückfertigung ist jedoch gleich.

So heißt das Verfahren in der Kurzform auch Polyjet oder Multijet 3D Druck.

Was ist besonders am Photopolymer Jetting?

Das besondere beim Polyjet Verfahren liegt im verwendeten Druckmaterial. Wie bei allen anderen fullcolor 3D Druckern besteht dieses Material aus einem Kunststoff.

Genauer, aus einem Harz, welches bei der Belichtung mit Ultravioletstrahlen im Bereich von 400 Nanometern polymerisiert. Durch die Polymerisation verhärtet sich das Harz. Was Du sicher von SLA 3D Druckern kennst.

In einem Artikel der ZWP-Online kannst Du lesen, wie der Aushärtungsprozess von UV-Resin funktioniert.

Welche Besonderheiten ergeben sich beim Werkstückaufbau?

Der Werkstückaufbau läuft genau wie bei anderen 3D Druckverfahren schichtweise ab.

Nur schmelzen Polyjet 3D Drucker kein Material durch thermisches Aufschmelzen des Werkstoffes zusammen. Da das Material in flüssiger Form vorhanden ist, kann der Druckkopf kleine Tropfen auf das Druckbett sprühen. Durch die anschließende UV Bestrahlung des Materials entsteht schichtweise das Bauteil.

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Nur wie entstehen die verschiedenen Farben? Die Harztropfen sind so klein, dass sie sich ohne Umrühren vermischen, bevor sie unter UV-Licht aushärten.

Polyjet 3D Drucker nutzen für das Mischen der Farben den CMKBW Farbkreis. Hinzu kommt noch ein wasserlösliches Stützmaterial, um Überhänge herzustellen.

Die Positionierung des Druckkopfes erfolgt wie bei den meisten FDM Druckern, über kartesisch angeordnete Achsen.

Die Auflösung in der X-Achse und Y-Achse ergibt sich aus dem Düsendurchmesser und der Tropfengröße. Durch die Höhenverstellung des Druckkopfes ergibt sich die Auflösung in der Z-Achse, wie es auch beim FDM Druck der Fall ist. Mit dem Unterschied das die Auflösung mit bis zu 16 Micrometer ( das sind 0.016 Millimeter) um einiges geringer ist, als beim FDM-Verfahren.

Durch die hohe Auflösung ist, bis auf das Entfernen des Stützmaterials, keine weitere Bearbeitung nach dem Drucken nötig.

Wie gut sind die Materialien für das Photopolymer Jetting?

Beim Lesen von Harz denkst Du bestimmt ertmal an weiches Kerzenwachs oder das klebrige Zeug was der Friseur in die Haare schmieren möchte.

Doch Harz für den 3D Drucker ist anders und kann viel mehr.

Die Eigenschaften der Materialien und die Einsatzgebiete, für die Bauteile aus dem Photopolymer 3D Drucker sind weit gefächert.

Es gibt Harze, die den Druck tranzparenter Farbmodelle ermöglichen. Was beispielsweise für Modelle von Organen in der Medizin zur Verwendung kommen kann.
In der Zahntechnik darf es auch ruhig mal etwas härter sein. Für Zahnkronen und Implantate gibt es UV-Resin, welches bei der Härte und Bruchfestigkeit an Keramik herankommt.
Soll es vielleicht etwas beweglicher sein?

Eventuell für eine neue individuell angepasste Schuhsole?

Kein Problem, auch für flexible Anwendungen gibt es Harze, die für das Photopolymer Jetting geeignet sind.

Wie Du siehst, gibt es eine große Vielfalt an Farben und Materialien, die Photopolymer Jetting 3D Drucker verarbeiten können.

Hat bald jeder einen Polyjet 3D Drucker?

Bis ein Polyjet 3D Drucker Deinen heimischen Schreibtisch aufsucht, musst Du noch einige Jahre warten. Derzeit liegt der Preis solcher Geräte im fünfstelligen Bereich.

Während Du Fullcolor 3D Drucker auf Basis des FDM Verfahrens schon ab einigen Tausend Euro bekommst. Durch die hohe Auflösung und die Material vielfallt, ist der 3D Druck mit dem Photopolymer Verfahren das wohl derzeit beste 3D Druck Verfahren.

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