Metall aus dem 3D-Drucker: Von flüssigem Aluminium zu Stühlen, Trägern, Haken

Nicht nur Trillerpfeifen, Schiffsmodelle und D&D-Figuren. Forschende am MIT haben Komponenten entwickelt, um Teile aus Metall im 3D-Druckverfahren nach und nach entstehen zu lassen.

Dafür verwenden sie Aluminium. Das Metall ist relativ leicht, weit verbreitet, hat einen vergleichsweise niedrigen Schmelzpunkt, ist gut recycelbar und ausreichend stabil für anspruchsvolle Anwendungen.

Wirklich tauglich für den Heimgebrauch ist der 3D-Drucker aktuell noch nicht. In einem überdimensionalen, mit Strom betriebenen Toaster wird ein Aluminiumblock von der Größe eines Brotes bei 700 °C eingeschmolzen. Die Temperatur liegt knapp über dem Schmelzpunkt des Leichtmetalls.

Um die gewünschte Form zu erhalten, waren zahlreiche Testläufe nötig. Nachdem sich Graphit oder diverse Salze als ungeeignet erwiesen haben, besteht die Druckform nun aus 100 Mikrometer großen Glasperlen.

Dieses Material lässt sich wie gewünscht formen und kann flüssigem Aluminium standhalten. Ähnlich schwierig soll sich die Suche nach einer Druckdüse gestaltet haben, weil die extrem hohe Temperatur flüssigen Metalls fast alles zerstört oder zumindest verformt. Schlussendlich blieb nur Keramik übrig für dauerhaft zufriedenstellende Druckergebnisse.

Ein paar positive Aspekte für den praktischen Einsatz sind schon erfüllt. Ist das Aluminium einmal geschmolzen, soll die Druckgeschwindigkeit erstaunlich hoch sein. Und neben dem Gestell eines Stuhls und diversen Spezialformen wurden insbesondere Rahmen aus Aluminium gedruckt.

Diese sind fest genug, um sie für die weitere Bearbeitung zu fräsen und zu bohren. Auch der Stuhl soll die gewünschte Stabilität aufweisen.

So soll es möglich werden, Träger und andere Elemente, die ein hohes Maß an Festigkeit aufweisen sollen, in diesem Druckverfahren herzustellen. Die Optik sollte dabei im besten Fall eine untergeordnete Rolle spielen.

Noch Zukunftsmusik sind die weiteren Ausblicke der Technik: Gesammeltes Altmetall wird direkt eingeschmolzen und erhält die gewünschte Form im Druckverfahren. Anschließend wird ein wenig nachbearbeitet. Fertig. Recycling vor Ort und in wenigen Schritten. Die Aussicht ist in jedem Fall spannend.