Die Geschwindigkeit des 3D-Drucks steht weiterhin im Fokus. Wo einige Hersteller sich stattdessen dafür entscheiden, ihre Bemühungen zu konzentrieren über Automatisierung dieser Technologie versuchen andere, sich ihrer Herstellung zu entledigen, indem sie Schichten hinzufügen. Tatsächlich ist dieses Verfahren trotz des Fortschritts im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren immer noch relativ langsam, was die Kompatibilität mit einer Massenproduktion erschwert. Teil dieses Problems ist eine deutsche Firma namens “ Xolo hat einen neuartigen 3D-Drucker entwickelt, der auf dem sogenannten „volumetrischen“ additiven Fertigungsverfahren basiert.

Im renommierten Magazin Natur, erklärt das Startup, wie seine Technologie namens „Xolographie“ ein Modell mehrfach und aus allen Winkeln auf eine mit transparentem Photopolymerharz gefüllte Schale projiziert, anstatt sich auf ein Schicht-für-Schicht-Design oder einen Laser zu verlassen. Weitgehend inspiriert von der computergestützten axialen Lithographie (DER SEE) besteht diese Harz-3D-Drucktechnik darin, zwei Lichtquellen durch das Harz zu leiten. Während ersteres zweifarbige Photoinitiatormoleküle aktiviert, die in einem flüssigen Material gelöst sind, bewirkt letzteres eine Photopolymerisation des Harzes, wo die Moleküle aktiviert werden. Sobald der Druck fertig ist, kann das verbleibende Gel mit einer Lösungsmittelspülung weggewaschen werden, wodurch der gesamte Feststoff freigelegt wird.

Mit seinem 3D-Drucker „xube“ konnte das junge deutsche Unternehmen Teile für die kleinsten Teile in nur 20 Sekunden und für die größten in 5 Minuten entwickeln. Im Vergleich dazu würden die schnellsten Harz-3D-Drucker mindestens 1 Stunde länger brauchen.

Das Prinzip der Xolographie-Technologie

Xolo ist nicht der erste, der direkten 3D-Druck ohne Hinzufügen von Schichten durchführt. Am bekanntesten ist wohl Carbon (ehemals Carbon 3D), ein kalifornisches Startup, das die Technologie seit 2013 nutzt. Digitale Lichtsynthese™ (ehemals CLIP), das mit Licht und Sauerstoff kontinuierlich drucken kann. Neben dem Wegfall von schichtweiser Fertigung und Stützstrukturen bietet dieses Verfahren den Vorteil, Materialien zu verwenden, die bisher für den 3D-Druck nicht geeignet waren, wie z. B. flexible oder Gummimaterialien.

In Bezug auf die Funktionen hat der Xolo eine kleine Standfläche von 50 x 70 x 90 mm. Daher enthält das sehr kompakte (50 x 50 x 50 cm) Gerät zwei 405-nm-Laser und DLP UHD für die Projektion jedes Bildes und hat eine optische Auflösung von 0,03 mm auf der XY-Achse und 0,05 mm auf der Z-Achse. Im Moment wird Xolo nur zu Forschungszwecken verwendet, daher ist nicht bekannt, ob es kommerzialisiert wird. Andererseits besteht kein Zweifel an der Fähigkeit der Technologie, neue Anwendungen zu erschließen, unter anderem in der Luft- und Raumfahrtindustrie. Der volumetrische 3D-Druck ist wirklich eine additive Fertigungstechnik, die am besten in der Schwerelosigkeit funktioniert.

In den letzten Jahren sind weitere ähnliche Verfahren bekannt geworden, die darauf abzielen, den Schicht-für-Schicht-Ansatz zu überwinden, wie beispielsweise der 3D-Druck von Hologrammen. Im Jahr 2019 meldete der Computerriese IBM ein Patent für a an holographisches System akustisch genannt. Auf die gleiche Art und Weise hatte ein Jahr zuvor ein Team russischer Forscher der Staatlichen Universität Tomsk eine vorgestellt schwebendes 3D-Drucksystem.

Nach dem Xolografie-Prinzip gedruckte Harzteile (Fotonachweis Xolo)

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