3DM Digital Manufacturing stellt Lasertechnologie vor, die es Benutzern ermöglicht, „eine bestimmte Wellenlänge anzustreben“

Der Entwickler von 3D-Druckern und Laserlichtquellen 3DM Digital Manufacturing hat eine neue Technologie vorgestellt, die es Anwendern ermöglicht, ihren Selective Laser Sintering (SLS) 3D-Drucklaser auf ein bestimmtes Material oder eine bestimmte Anwendung abzustimmen.

Im Vergleich zu CO2- oder Faserstrahlen soll der anpassbare Laser von 3DM Teile mit höherer Auflösung und verbesserten mechanischen Eigenschaften bei kürzeren Vorlaufzeiten liefern. Nachdem das Unternehmen seine Technologie in Forschung und Entwicklung vollständig optimiert hat, bereitet es sich nun darauf vor, sie durch die Einführung eigener proprietärer Maschinen auf den Markt zu bringen. Nach ihrer Veröffentlichung sollen diese vielfältige 3D-Druck-Anwendungsfälle ermöglichen, bei denen die Anpassung von entscheidender Bedeutung ist.

„Was uns einzigartig macht, ist, dass wir unsere eigenen Laser herstellen“, erklärt Ido Eylon, CEO von 3DM Digital Manufacturing. „Wir verwenden keine CO2- oder Faserlaser oder ähnliches, sondern stellen unsere eigenen Laser her, mit denen Benutzer eine bestimmte Wellenlänge anstreben können, die am besten zu ihrem Kunststoffmaterial passt. Das ist der Unterschied im Kern unserer Technologie.“

SLS-Laser-Innovation bei 3DM

Während 3DM nominell im Jahr 2016 in Israel gegründet wurde, reichen die Wurzeln seiner Technologie viel weiter zurück bei seinem Mehrheitsaktionär Dr. Daniel Majer. Als Absolvent des Weizmann Institute of Science beschäftigt sich der 3DM-Gründer 30 Jahre lang mit der Forschung und Entwicklung elektrooptischer Teile, beschäftigt sich außerdem mit der Laserentwicklung und arbeitet fast ein Jahrzehnt lang am 3D-Druck.

Aufbauend auf Majers Forschung hat 3DM nun einen marktreifen Laser entwickelt, der das Schmelzen von Polymerpulvern mit Geschwindigkeiten ermöglicht, die bis zu zehnmal schneller sind als bestehende Drucktechnologien. Darüber hinaus soll die Technologie in der Lage sein, Thermoplaste in Teile mit einer Auflösung umzuwandeln, die viel besser ist als die derzeit führenden Drucker, was neue Märkte für den industriellen 3D-Druck eröffnen könnte.

3DM geht insbesondere davon aus, dass der 3D-Druck einen größeren Anteil am globalen Markt für Polymerherstellung einnehmen kann, der 2019 einen Wert von 570 Milliarden US-Dollar hatte. Während „unzureichende technologische Innovation“ den industriellen 3D-Druck auf „nur wenige Prozent dieses Marktes“ beschränkte, sagt das Unternehmen, dass die niedrigen Kosten und die hohe Skalierbarkeit seiner Technologie das Potenzial haben, dies zu ändern.

Obwohl 3DM zunächst als Inkubatorunternehmen von Terralab Ventures begann, das immer noch rund 23 % seiner Anteile hält, wurde es inzwischen ausgegliedert und an die Börse von Tel Aviv gebracht. Durch den Deal, der den Börsengang des Unternehmens im Juni 2021 abschloss, erzielte das Unternehmen einen Nettoerlös von rund 13 Millionen US-Dollar und investierte damit in die Einführung seiner ersten kommerziellen Produkte.

Wie funktioniert die Technologie von 3DM?

Wie genau unterscheidet sich der proprietäre Laser von 3DM von anderen auf dem Markt? Nun, die Lichtquelle selbst besteht im Wesentlichen aus einer Reihe winziger Quantenkaskadenlaser (QCL), die kleiner als ein Reiskorn sind. Jeder von ihnen gibt einige Watt Energie ab, deren Wellenlänge individuell an ein bestimmtes Material und die Art und Weise der Anordnung der Teilschichten angepasst werden kann.

Im Gegensatz zu herkömmlichen CO2-Lasern, die auf eine bestimmte Wellenlänge festgelegt sind, ermöglicht die Technologie von 3DM laut 3DM eine effizientere (und möglicherweise viel schnellere) Laserabsorption. Das Unternehmen weist außerdem darauf hin, dass sein Laser Teile mit einer sehr hohen Oberflächengüte liefert und dass seine beabsichtigte Wellenlängenflexibilität ihn mit einem breiteren Materialpool kompatibel macht.

Im Wesentlichen hat 3DM seine Laser in ein marktfähiges Produkt verwandelt, indem es sie an einer Baugruppe befestigt hat, die aus einem Kühlmechanismus, einem Treiber und einer Linse besteht, um ein Lasermodul zu bilden. Einige davon können dann zu einer Strahleinheit kombiniert werden, die in der Lage ist, beim 3D-Druck den ersten Punkt mit mehreren Wellenlängen auf einem bestimmten Pulver zu erzeugen und das Schreiben von Teilegeometrien zu ermöglichen. Durch die Kombination von vier Strahleinheiten entsteht wiederum ein 3DM-Druckkopf.

Bei der ersten Iteration des Produkts hat das Unternehmen vier Balkenköpfe kombiniert und mithilfe eines Stitching-Algorithmus sichergestellt, dass keine Lücken zwischen den Zonen entstehen. Das Unternehmen gibt jedoch an, dass sein Ansatz skalierbar sei und die Einführung von mehr Strahlen die Geschwindigkeit des 3D-Drucks erhöhen dürfte. In Tests durch Dritte hat die Technologie sogar Teile mit besseren mechanischen Eigenschaften hervorgebracht als die anderer führender SLS-Drucker.

Im Vergleich zu günstigeren Faserlasern ist die Technologie von 3DM in der Lage, höhere Wellenlängen zu erreichen, ohne dass Zusatzstoffe zur Gewährleistung der Laserinteraktion erforderlich sind. Tatsächlich kann der Laser des Unternehmens bei jeder Wellenlänge im mittleren IR-Spektrum emittieren, sodass er die Absorptionseigenschaften jedes Thermoplasts erreichen kann und Anwender die Möglichkeit haben, das wirtschaftlichste Ausgangsmaterial für einen bestimmten Anwendungsfall auszuwählen.

Das kommende Marktangebot von 3DM

3DM hat seine Laserdruckköpfe bereits in F&E-Prototypsysteme mit vier Köpfen integriert, und die Maschine der ersten Generation soll nun kurz vor der „Produktion“ stehen. Obwohl die genauen Spezifikationen dieser Maschinen nicht veröffentlicht wurden, wird davon ausgegangen, dass sie über Druckköpfe verfügen, die auf dem Dach ihrer Baukammern montiert sind und deren Anordnung die Kühlung effizienter macht.

Während 3DM seine Technologie kontinuierlich weiterentwickelt, zielt es darauf ab, deren potenzielle Nachhaltigkeits- und einfache Nachbearbeitungsvorteile zu ermitteln. In Bezug auf die Anwendung hat das Unternehmen seine Fähigkeit unter Beweis gestellt, Teile aus flexiblen Materialien wie Einlegesohlen herzustellen, sieht jedoch weiterhin vielfältige Einsatzmöglichkeiten für seine Laser, insbesondere in Bereichen, in denen Massenanpassung und Spezialmaterialien erforderlich sind.

Wer an Materialien oder Prozessen arbeitet und an einer Zusammenarbeit zu den Vorteilen des Lasers und der Anwendungsentwicklung interessiert ist, wird gebeten, sich hier an 3DM Digital Manufacturing zu wenden, um mehr zu erfahren.

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Das abgebildete Bild zeigt den Laserdruckkopf von 3DM Digital Manufacturing. Bild über 3DM Digital Manufacturing.

Paul hat einen Abschluss in Geschichte und Journalismus und hat eine Leidenschaft dafür, die neuesten Nachrichten aus dem Technologiebereich zu finden.