Der 3D-Druck von Photopolymeren ist eine Fertigungstechnologie, die Möglichkeiten für viele verschiedene Anwendungen bietet, wie etwa für Soft Robotics, Rapid Tooling oder auch für die Biomedizin. Viele der für den 3D-Druck verwendeten Harze basieren jedoch auf Acrylaten, die aufgrund ihres Vernetzungsmechanismus zu Polymernetzwerken mit schlechten mechanischen Eigenschaften (u.a. geringe Zähigkeit) führen. Diese Charakteristika schränken die Nutzung des 3D-Drucks vor allem in Bereichen wie dem Rapid Tooling ein, wo häufig zähe Materialien erforderlich sind. In der vorliegenden Arbeit wurde versucht, die hervorragende Druckbarkeit von Acrylatharzen mit den überlegenen mechanischen Eigenschaften von Epoxidharzen zu kombinieren, um diese Einschränkungen zu überwinden. Durch die Herstellung eines Polymermaterials, welches aus zwei interpenetrierenden Netzwerken besteht, wird die Verarbeitung mittels 3D-Druck und anschließender thermischer Aushärtung möglich. Darüber hinaus wurden in dieser Arbeit hohe Glasübergangstemperaturen sowie vitrimere Eigenschaften angestrebt. Vitrimere weisen bei erhöhten Temperaturen katalysierte Austauschreaktionen zwischen kovalenten Bindungen auf, wodurch die Netzwerke Spannungsrelaxation, Heilung oder sogar Recycling erfahren können.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein 3D-druckbares Harz mit vitrimeren Eigenschaften entwickelt, das auf einem Acrylat- und einem Epoxid-Anhydrid-Netzwerk basiert. Die Materialeigenschaften wurden im Detail charakterisiert und durch Variation des Verhältnisses von Acrylat- und Epoxid-basierten Harzkomponenten konnten weitere Erkenntnisse über das Materialverhalten gewonnen werden. Die thermischen Eigenschaften wurden mittels thermogravimetrischer Analyse und dynamisch-mechanischer Analyse bestimmt. Weiters wurde das Aushärtungsverhalten mittels dynamischer Differenzkalorimetrie und Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie untersucht. Zusätzlich wurden Spannungsrelaxationsexperimente und Zugversuche zur Bewertung der mechanischen Eigenschaften durchgeführt. Das in dieser Arbeit optimierte Harz weist nach zwei Aushärtungsschritten – 3D-Druck nach dem Prinzip der digitalen Lichtverarbeitung und anschließender thermischer Härtung – eine hohe Glasübergangstemperatur (112 °C) auf . Infolge seiner thermischen und mechanischen Eigenschaften ist das hergestellte Material ein vielversprechender Kandidat für den Einsatz im Rapid Tooling.