Ein Resin, viele Gesichter 22.10.2025, 10:30 Uhr

3D-Druck mit Materialsteuerung: Hart, weich, milchig – in einem Teil

Neues Verfahren aus Wien: 3D-Druck steuert Härte und Transparenz per Licht, Wärme oder Wellenlänge – bis zum unsichtbaren QR-Code im Bauteil.

3D-Druck

Ein Harz, viele Eigenschaften: TU Wien druckt hart/weich & sichtbar/unsichtbar im selben Teil – per Temperatur und Licht gesteuert.

Foto: Smarterpix / RomboStudio (Symbolbild)

An der TU Wien haben Forschende eine 3D-Drucktechnik entwickelt, die nicht nur Formen entstehen lässt, sondern gleich deren Eigenschaften Punkt für Punkt mitbestimmt. So kann ein einziges Bauteil an einer Stelle biegsam sein, an einer anderen fest, hier transparent und dort milchig. Und das alles aus ein und demselben Material.

3D-Druck mit eingebautem Schalter

Bisher war 3D-Druck vor allem eines: praktisch, aber begrenzt. Wer ein Teil mit verschiedenen Materialeigenschaften wollte, musste mehrere Druckdurchgänge oder sogar unterschiedliche Geräte einsetzen. Jetzt zeigt das Team um Katharina Ehrmann vom Institut für Angewandte Synthesechemie, dass es auch einfacher geht.

„Wir können unterschiedliche Lichtintensitäten verwenden, unterschiedliche Wellenlängen oder unterschiedliche Temperaturen“, erklärt Ehrmann. „All das kann benutzt werden, um die Eigenschaften des 3D-gedruckten Materials zu beeinflussen.“

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
über heiden associates Personalberatung-Firmenlogo
Werkleiter Feinmechanik (m/w/d) über heiden associates Personalberatung
Schulstiftung der Evangelischen Landeskirche in Württemberg-Firmenlogo
Leitung Fachbereich Gebäudemanagement und Liegenschaften (m/w/d) Schulstiftung der Evangelischen Landeskirche in Württemberg
Stuttgart Zum Job 
Technische Universität Graz-Firmenlogo
Professur für Fahrzeugsicherheit mit Fokus auf Einsatz neuer Biomaterialien Technische Universität Graz
Graz (Österreich) Zum Job 
Oncotec Pharma Produktion GmbH-Firmenlogo
Head of Project Engineering (m/w/d) Oncotec Pharma Produktion GmbH
Dessau-Roßlau Zum Job 
Oncotec Pharma Produktion GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur (Investitionsprojekte) (m/w/d) Oncotec Pharma Produktion GmbH
Dessau-Roßlau Zum Job 
Oncotec Pharma Produktion GmbH-Firmenlogo
HSE-Manager (m/w/d) Oncotec Pharma Produktion GmbH
Dessau-Roßlau Zum Job 
DYNOS GmbH-Firmenlogo
Leiter Technik (m/w/d) DYNOS GmbH
Troisdorf Zum Job 
Stadt Ratingen-Firmenlogo
Planung / Bauleitung Siedlungswasserwirtschaft (m/w/d) Stadt Ratingen
Ratingen Zum Job 
KLN Ultraschall AG-Firmenlogo
Strategischer Einkäufer im Sondermaschinenbau (m/w/d) KLN Ultraschall AG
Heppenheim (Bergstraße) Zum Job 
Max Bögl Transport und Geräte GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Prozesskoordinator (m/w/d) - Produktionstechnik Max Bögl Transport und Geräte GmbH & Co. KG
Sengenthal Zum Job 
Hochschule Emden/Leer-Firmenlogo
Professur (m/w/d) für Elektrische Energietechnik Hochschule Emden/Leer
RHEINMETALL AG-Firmenlogo
Verstärkung für unsere technischen Projekte im Bereich Engineering und IT (m/w/d) RHEINMETALL AG
deutschlandweit Zum Job 
Forschungszentrum Jülich GmbH-Firmenlogo
PhD Position - Techno-economic assessment of geothermal plants with material co-production in energy systems Forschungszentrum Jülich GmbH
Jülich Zum Job 
Landesbetrieb Straßenbau und Verkehr Schleswig-Holstein-Firmenlogo
Bauingenieurin / Bauingenieur (w/m/d) für den Bereich Straßenbau Landesbetrieb Straßenbau und Verkehr Schleswig-Holstein
Kiel, Flensburg, Rendsburg, Itzehoe, Lübeck Zum Job 
Siegfried PharmaChemikalien Minden GmbH-Firmenlogo
Betriebsingenieur Mehrprodukte-Betrieb (w/m/d) Siegfried PharmaChemikalien Minden GmbH
Landeshauptstadt Wiesbaden-Firmenlogo
Teamleiter/-in Baugenehmigungsverfahren und Bauüberwachung (w/m/d) Landeshauptstadt Wiesbaden
Wiesbaden Zum Job 
Staatliches Bauamt Nürnberg-Firmenlogo
Projektleiter (m/w/d) / Projektbearbeiter (m/w/d) in der Fachrichtung Elektrotechnik Staatliches Bauamt Nürnberg
Nürnberg Zum Job 
ifp | Executive Search. Management Diagnostik.-Firmenlogo
Geschäftsführung (m/w/d) ifp | Executive Search. Management Diagnostik.
Ruhrgebiet Zum Job 
TenneT TSO-Firmenlogo
Betriebsingenieur Offshore (m/w/d) TenneT TSO
Hannover Zum Job 
Hochschule für Musik und Darstellende Kunst Frankfurt am Main-Firmenlogo
Ingenieur*in Energie, Klimaschutz und Transformation (w/m/d) Hochschule für Musik und Darstellende Kunst Frankfurt am Main
Frankfurt Zum Job 

Das Prinzip ist verblüffend simpel: Eine flüssige Substanz härtet dort aus, wo Licht auf sie trifft. Je nach Temperatur und Intensität entsteht dabei eine andere Struktur – und damit ein anderes Verhalten des Materials.

Geordnete Spaghetti oder wildes Durcheinander

Das Geheimnis steckt in der Mikrostruktur. Stellen Sie sich das Material wie Spaghetti vor: Sind sie ungekocht, liegen sie ordentlich nebeneinander – das ist der „kristalline“ Zustand. Wird das Material dagegen wie gekochte Spaghetti durcheinandergewirbelt, entsteht der „amorphe“ Zustand.

„Kristalline Materialien sind eher hart und spröde“, erklärt Michael Göschl. „Amorphe Materialien können hingegen oft weich und elastisch sein. Auch die optischen Eigenschaften können sich stark unterscheiden – von glasartig transparent bis hin zu undurchsichtig weiß“, ergänzt Dominik Laa.

Die Forschenden steuern also, ob sich die Moleküle brav in Reih und Glied anordnen oder lieber chaotisch durcheinanderliegen – und das alles mit einem kurzen Lichtimpuls.

Unsichtbarer QR-Code im Inneren

Wie vielseitig das funktioniert, zeigt ein Beispiel aus dem Labor: Die TU-Wien-Gruppe druckte ein kleines Kunststoffstück, in dessen Innerem sich ein unsichtbarer QR-Code verbirgt. Erst wenn man das Stück erwärmt, verändert sich die innere Struktur – und der Code wird sichtbar.

Der Trick liegt in der sogenannten Kristallinität. Bei einer bestimmten Temperatur „schmilzt“ die kristalline Schicht und wird durchsichtig. Ist das Material wieder kalt, erscheint die Schicht milchig – und der Code verschwindet.

Damit ließen sich künftig etwa Sicherheitsmerkmale oder Temperaturindikatoren in Verpackungen integrieren. Überhitzt eine Lieferung empfindlicher Medikamente, könnte sich ein Warnsymbol zeigen.

Ein Material, viele Möglichkeiten

Für die Herstellung brauchen die Forschenden keine komplizierte Mischung aus verschiedenen Harzen. Alles basiert auf einer einzigen Rezeptur – das spart nicht nur Zeit, sondern sorgt auch für besonders saubere Übergänge zwischen den unterschiedlichen Zonen. Das Bauteil bleibt also stabil, obwohl es innen aus „verschiedenen Charakteren“ besteht.

Diese Methode macht es möglich, intelligente Strukturen direkt zu drucken: etwa Gelenke, die sich bei Wärme bewegen, oder Bauteile, die auf bestimmte Lichtbedingungen reagieren. Auch im Bereich biomedizinischer Implantate oder Sicherheitsdrucke sehen die Forschenden großes Potenzial.

Wie Zukunft aus Licht entsteht

Die optischen Untersuchungen fanden in der Gruppe von Andrei Pimenov am Institut für Festkörperphysik statt. Das Team konnte zeigen, dass sich nicht nur mechanische, sondern auch optische Effekte gezielt programmieren lassen. So könnte der 3D-Druck künftig nicht nur Teile formen, sondern auch Funktionen „einbauen“ – Lichtleitung, Sensorik oder Datenspeicherung inklusive.

„Wir bieten hier eine völlig neue Palette von Möglichkeiten für den 3D-Druck an“, sagt Ehrmann. „Anwendungsmöglichkeiten sind in vielen verschiedenen Bereichen abzusehen, von Datenspeicherung und Sicherheit bis hin zu biomedizinischen Anwendungen.“

Hier geht es zur Originalpublikation

Ein Beitrag von:

  • Dominik Hochwarth

    Redakteur beim VDI Verlag. Nach dem Studium absolvierte er eine Ausbildung zum Online-Redakteur, es folgten ein Volontariat und jeweils 10 Jahre als Webtexter für eine Internetagentur und einen Onlineshop. Seit September 2022 schreibt er für ingenieur.de.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.