Neue Technik ermöglicht 3D-Drucke binnen 30 Sekunden

Schweizer Forscher haben eine neue Technik für den Druck von weichen Objekten entwickelt. Binnen weniger Sekunden könnten bald Biomaterialien wie Organteile oder Haut hergestellt werden.

© EPFL/Alain Herzog

Lausanne – Einen 3D-Drucker der besonderen Art haben Forscher an der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) entwickelt. Er schafft die Herstellung kleiner weicher Objekte innerhalb von 30 Sekunden. Das Verfahren hat nach Meinung der Wissenschafter breite Anwendungsmöglichkeiten, einschließlich der additiven Fertigung, ein anderer Ausdruck für den 3D-Druck, von Biomaterialien wie Organteilen oder Haut.

Es beginnt mit einer klaren Flüssigkeit in einem gläsernen Behälter. Dann bilden sich wie durch Zauberhand in der Flüssigkeit dunkle Punkte, die sich zu einem winzigen komplexen Objekt zusammenschließen. Mit dieser Technik lassen sich hochpräzise Objekte in Rekordzeit herstellen. Die Entwicklung leitete Damien Loterie, der mittlerweile das Unternehmen Readily3D gegründet hat, das das Verfahren zur Marktreife bringen soll.

„Bei konventionellen 3D-Drucktechniken wird das Objekt Schicht für Schicht hergestellt. Wenn man auf diese Art weiche Objekte herstellt, fallen sie schnell ineinander zusammen“, sagt Loterie. Wachsen sie dagegen in einer Flüssigkeit heran, werden sie gestützt, wie ein Rekonvaleszent im Wasser. Sein Verfahren lehnt sich an die Tomografie an, die vor allem für die Bildgebung in der Medizin genutzt wird. Der Drucker schickt einen Laserstrahl in die Flüssigkeit. Dabei handelt es sich um ein biologisches Gel oder flüssigen Kunststoff. Dort, wo der Strahl auftrifft, härtet er das flüssige Material durch Polymerisation.

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Genauigkeit von 80 Mikrometern

„Abhängig davon, was wir herstellen wollen, nutzen wir Algorithmen, also Rechenverfahren, die exakt festlegen, wohin der Strahl fallen soll und unter welchem Winkel“, ergänzt Paul Delrot, Chefentwickler von Readily3D. Außerdem werde die jeweils benötigte Energie des Laserstrahls festgelegt. Das System ist derzeit in der Lage, Strukturen mit einem Ausmaß von zwei Zentimetern mit einer Genauigkeit von 80 Mikrometern herzustellen, das ist in etwa der Durchmesser eines menschlichen Haares.

Die Forscher sind sich allerdings sicher, dass sie Objekte mit einer Ausdehnung von 15 Zentimetern schaffen, wenn sie den Drucker weiterentwickeln. Sie haben sich bereits mit einem Chirurgen zusammengetan, um mit ihrer Technik Arterien herzustellen. „Die ersten Ergebnisse waren äußerst ermutigend“, so Loterie. (pte, TT.com)


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