de.wedoany.com-Bericht: Forscher der Yokohama National University in Japan haben ein lichthärtendes Harz für die Stereolithografie entwickelt, das sich mehr als zehnmal schmelzen und neu drucken lässt – mit äußerst geringem Abbau. Die Anzahl der Zyklen übertrifft damit bei Weitem die üblicherweise nur ein bis drei Zyklen, die mit vergleichbaren recycelbaren Harzen möglich sind. Die in „ACS Omega" veröffentlichte Arbeit zielt darauf ab, eine große Hürde der Stereolithografie zu überwinden: Herkömmliche Harze bilden nach der Aushärtung mit UV-Licht stark vernetzte Polymernetzwerke, die hitze- und lösungsmittelbeständig sind, was das Recycling nach der Entsorgung schwierig und unüblich macht.
Das Forschungsteam baute das Material auf der Basis von Anthracen auf. Anthracen ist eine Verbindung, deren molekulare Bindungen sich unter Einwirkung von Licht und Wärme bilden und lösen können. UV-Bestrahlung löst eine Photodimerisierung aus, die das Harz zu einem Festkörper vernetzt, während Erhitzen diese Reaktion umkehrt und es wieder in eine druckbare Flüssigkeit verwandelt. Da dieses Harz durch schrittweise Polymerisation aushärtet, benötigt es keine Photoinitiatoren als Additive, die in UV-Systemen normalerweise erforderlich sind. Die geringere Komplexität der Zusammensetzung und die Eliminierung von Kontaminationsquellen während des Recyclingprozesses ermöglichen die Wiederverwendung des Materials.
Die Tests umfassten sowohl die Einphotonen-Mikrostereolithografie als auch die Zweiphotonen-Lithografie, wobei letztere eine Auflösung im Submikrometerbereich ermöglicht. In wiederholten Versuchen druckten die Forscher den Schriftzug „YNU", löschten ihn durch Erhitzen und druckten ihn über mehr als zehn Zyklen hinweg neu. In einem weiteren Test wurde ein gedruckter Würfel auf 150 Grad Celsius erhitzt, 15 Minuten lang gehalten und anschließend als Scheibe neu gedruckt. Mechanische Tests zeigten, dass der Elastizitätsmodul zwischen dem ersten und zweiten Zyklus um etwa 9 % anstieg, eine Veränderung, die auf kumulative thermische Effekte und nicht auf photochemischen Abbau zurückgeführt wird. Laut der Studie beträgt die minimale Aushärtungslinienbreite 0,61 Mikrometer und ist damit mindestens eine Größenordnung feiner als bei vergleichbaren recycelbaren Harzen, über die zuvor in der Literatur berichtet wurde. In der Veröffentlichung heißt es, das Forschungsteam werde sich als Nächstes darauf konzentrieren, das Material an größere Druckplattformen anzupassen und gleichzeitig seine Langzeitstabilität zu verbessern.
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