De Technische Universiteit Graz heeft een nieuw soort 3D-metaalprinter ontworpen waarbij gebruik wordt gemaakt van LED-licht in plaats van een laser. Het grote voordeel is dat de productie van onderdelen veel sneller plaats kan vinden. Het apparaat kan daarmee bijvoorbeeld worden ingezet tijdens medische operaties waar metalen onderdelen nodig zijn. De LED-printer is bovendien efficiënter in het verbruik van metaalpoeder en vergt minder onderhoud.
Dat heeft de TU Graz deze week bekendgemaakt. De onderzoekers noemen hun gepatenteerde vinding “Selective LED based Melting” (SLEDM). Het productieproces is volgens projectleider Franz Haas vergelijkbaar met andere 3D-printers, waarbij bijvoorbeeld schroeven of bouten laag voor laag worden opgebouwd met gesmolten metaal. Met SLEDM wordt het echter mogelijk om vooral grotere onderdelen sneller te maken. De printer is bovendien zo ontworpen dat het makkelijker wordt om de onderdelen te ontdoen van bijvoorbeeld oneffenheden of restmateriaal.
Flexibele lens
De grotere snelheid heeft vooral te maken met de voor SLEDM gebruikte lichtdiode van het Oostenrijkse bedrijf Preworks. Dat heeft een variabele lens gemaakt waarbij de diameter van de LED-focus tijdens het smeltproces eenvoudig kan worden aangepast tussen 0,05 en 20 millimeter.
Deze technologie wordt gecombineerd met een nieuw soort machine die – in tegenstelling tot andere metaalsmelters – de metaallagen van boven naar beneden toevoegt. Het onderdeel wordt dus belicht, de benodigde hoeveelheid poeder wordt tot een minimum beperkt en de noodzakelijke nabewerking kan tijdens het drukproces worden uitgevoerd.
Als eerste toepassing voor de machine wordt gedacht aan een project van de medische universiteit van Graz, waar in oktober 2019 het eerste laboratorium voor medisch 3D-printen werd geopend. Het printerproces zal daar worden gebruikt om metaalimplantaten te maken – bij voorkeur schroeven van magnesiumlegeringen voor botbreuken.
Magnesium schroeven voor botbreuken
Deze implantaten lossen op in het lichaam nadat de breuk is samengegroeid. Een tweede operatie, die vaak zeer belastend is voor mensen, is dan niet meer nodig. De productie van dergelijke implantaten zou direct in de operatiekamer mogelijk zijn dankzij SLEDM, omdat “een LED-licht van nature minder gevaarlijk is voor de operatie dan een krachtige laserbron”, zegt Haas.
De tweede focus ligt op duurzame mobiliteit, zoals bipolaire componenten voor brandstofcellen of accusystemen.
