Diamantprinter in ontwikkeling

Kunnen we binnenkort diamanten in elke maat en vorm 3D-printen? Een ring met een mooie diamant in de vorm van het favoriete object van je vriendin? Het lijkt onwaarschijnlijk, maar het bedrijf Lockheed Martin is toch echt bezig met het ontwikkelen van een diamantprinter. Althans, ze hebben er een patent voor aangevraagd.

De voornaamste reden dat dit bedrijf zich aan het verdiepen is in het 3D-printen van diamanten, is dat ze specialistisch gereedschap met zeer complexe geometrieën willen 3D-printen. Het materiaal waar de voorkeur naar uitgaat, is diamant. Denk bijvoorbeeld aan boorkoppen die keihard moeten zijn. Die worden nu ook van diamant gemaakt. Deze zijn uiteraard erg duur.

Het gaat hier, voor alle duidelijkheid, natuurlijk om synthetische diamanten, een diamantsoort die vandaag de dag ook wijdverbreid wordt toegepast. Deze is minder duur dan natuurdiamant, maar een 3D-printer die diamanten print, zal natuurlijk ook weer niet goedkoop zijn. Verre van.

In de natuur ontstaan diamanten wanneer extreme hitte en druk in de aardkern ervoor zorgen dat carbonatomen samen gaan en superharde kristallen vormen. Het proces dat in het patent van Lockheed Martin wordt omschreven is vanzelfsprekend niet een methode die in de aardkern plaats vindt, maar in een machine en ziet er als volgt uit.

De printer gebruikt poly(hydridocarbine), een pre-keramisch polymeer die op carbon is gebaseerd en die qua structuur gelijkenissen vertoont met diamanten. Die polymeer wordt in laagjes neergelegd, afgewisseld met laagjes van een keramisch poeder, door de 3D-printer. Dit gebeurt in de vorm van een object dat van tevoren is ontworpen. Als de vorm klaar is, wordt hij verhit om pyrolyse te veroorzaken, een proces dat plaatsvindt wanneer organisch materiaal verhit wordt zonder dat er zuurstof bij komt kijken. Denk bijvoorbeeld aan sommige ovens die die functie hebben om vuil te verbranden.

In dit geval zorgt de hitte ervoor dat het materiaal kristalliseert in een diamant. In het patent wordt ook gesproken over andere materialen waarmee gewerkt kan worden, maar ik denk dat je inmiddels wel een idee hebt van hoe het werkt.

Interessant wordt het om te zien of de printer er ooit zal komen en zo ja, of hij alleen gebruikt gaat worden voor het fabriceren van diamantboorkoppen, zagen, messen en harnassen of dat hij ook door edelsmeden en juweliers zal worden gebruikt.