PolyJet
Wenn es eine Technik gibt, die die Magie des 3D-Drucks am stärksten verkörpert, dann ist es PolyJet. Während andere Techniken oft auf ein Material oder eine Farbe pro Durchgang beschränkt sind, durchbricht PolyJet all diese Grenzen. Es ist die einzige Technologie, die in der Lage ist, ein Objekt zu drucken, das gleichzeitig hart und weich, transparent und undurchsichtig ist – und das in Tausenden verschiedener Farben.
PolyJet wird oft mit einem herkömmlichen 2D-Tintenstrahldrucker verglichen, wie man ihn zu Hause hat – nur eben dreidimensional. Anstatt Tinte auf Papier zu sprühen, trägt diese Maschine flüssigen Kunststoff Schicht für Schicht auf, um die realistischsten Prototypen herzustellen, die derzeit möglich sind.
Wie funktioniert PolyJet?
Das Herz eines PolyJet-Druckers ist ein Druckkopf mit Hunderten mikroskopisch kleiner Düsen (Nozzles). Dieser Kopf bewegt sich blitzschnell über die Bauplattform hin und her. Während er sich bewegt, sprüht er winzige Tröpfchen flüssigen Photopolymers (Harz) auf die Platte.
Direkt neben den Düsen sind leistungsstarke UV-Lampen montiert. Sobald die Tröpfchen die Oberfläche berühren, werden sie mit UV-Licht bestrahlt und härten sofort aus. Eine Nachbearbeitung im Ofen ist also nicht nötig; das Modell ist direkt fertig und hart, sobald es aus dem Drucker kommt.
Digitale Materialien: Die wahre Stärke
Was PolyJet einzigartig macht, ist, dass der Druckkopf mehrere Arten von Flüssigkeiten gleichzeitig versprühen kann. Stell dir vor: Du hast einen Tank mit hartem weißem Kunststoff, einen Tank mit gummiartigem schwarzem Material und Tanks mit Cyan, Magenta und Gelb.
Der Drucker kann diese Materialien auf mikroskopischer Ebene mischen, noch bevor sie aushärten. Das nennen wir „Digitale Materialien“. Möchtest du ein graues Material, das ein wenig flexibel ist? Der Drucker mischt einfach 50 % schwarzes Gummi und 50 % weißen Kunststoff. Dadurch kannst du die Härte (Shore-Wert) eines Bauteils exakt bestimmen.
Das macht es möglich, zum Beispiel eine Zahnbürste in einem Durchgang zu drucken: einen harten Griff mit einer weichen, gummierten Grifffläche, vollständig in Farbe und ohne jegliche Montage.
Stützstrukturen, die sich auflösen
Da PolyJet mit Flüssigkeit arbeitet, sind Stützstrukturen (Support) für überhängende Bereiche entscheidend. Der Drucker verwendet dafür ein spezielles gelartiges Material. Dieses Material härtet nicht vollständig aus wie das Modell selbst.
Nach dem Drucken ist das Modell vollständig von diesem Gel umschlossen. Du kannst es einfach mit einem Hochdruck-Wasserstrahl entfernen oder indem du das Modell in ein spezielles Bad legst. Da du keine Stützstrukturen abbrechen oder abschneiden musst, bleiben die gestützten Oberflächen perfekt glatt. Das ist ein großer Vorteil gegenüber FDM oder SLA.
Anwendungen: Vom Krankenhaus bis zum Filmset
Wegen der hohen Materialkosten wird PolyJet vor allem dort eingesetzt, wo Realismus und Detailgenauigkeit von unschätzbarem Wert sind:
- Medizinische Modelle: Chirurgen verwenden PolyJet, um exakte Kopien von Organen vor einer Operation zu drucken. Sie können Blutgefäße transparent darstellen, Tumoren eine andere Farbe geben und das Gewebe weich wirken lassen.
- Unterhaltungselektronik: Prototypen von Fernbedienungen oder Ohrhörern, die wie das Endprodukt aussehen und sich auch so anfühlen – einschließlich gummierter Tasten und transparenter Displays.
- Film und Mode: Requisiten und Accessoires mit unmöglichen Geometrien und lebendigen Farben.
Die Nachteile
PolyJet ist fantastisch, aber nicht perfekt. Die Materialien sind Photopolymere, was bedeutet, dass sie empfindlich gegenüber UV-Licht bleiben. Wenn du einen PolyJet-Druck monatelang in der Sonne stehen lässt, kann er sich verfärben oder spröde werden. Außerdem sind die mechanischen Eigenschaften oft schwächer als bei SLS oder FDM; die Technik ist wirklich für „Look and Feel“ gedacht, nicht für hohe Belastungen.