Prototyp aus dem Spezial-Drucker

TU-Wien-Technologie macht teure und langwierige Entwicklungsphase unnötig

Langwierige Entwicklungsphasen in der Fertigungshalle gehören bei der Entwicklung von Prototypen bald der Vergangenheit an. Eine innovative Technologie der Technischen Universität Wien macht es möglich, Ersatzteile auf Abruf oder maßgeschneiderte Implantate für die Biomedizin auf einem neu entwickeltem 3D-Drucker herzustellen. Damit werden die handgefertigten Prototypen nicht mehr aus der Fertigungshalle, sondern in Zukunft aus dem Drucker kommen.

Prototypen von PET-Flaschen über Nähmaschinen bis zu Häuserteilen können von dem Drucker, der Druckköpfe, wie sie auch in herkömmlichen Tintenstrahldruckern eingebaut sind, verwendet, geschaffen werden. Eine Computerzeichnung genügt, auf Knopfdruck werden die dreidimensionalen Objekte dann ausgedruckt. Die dreidimensionalen Drucktechniken erlauben den „Ausdruck“ beliebig geformter Prototypen direkt vom Schreibtisch des Designers aus. In der industriellen Anwendung werden diese Techniken, die Rapid Prototyping genannt werden, verwendet, um kurzfristig Prototypen in der Entwurfsphase neuer Produkte herzustellen.

Vorteile sind neben der billigeren Herstellung auch der Entfall von Lagerungen von Ersatzteilen: Die Teile sind dann quasi auf Abruf bereit. Kostenintensive Lagerung und Vorausproduktion lassen in Zukunft Wartung und Pflege vieler technischer Geräte wesentlich preisgünstiger bewerkstelligen. Die Herausforderungen, die vor einem routinemäßigen Einsatz dieser Möglichkeiten gemeistert werden müssen, liegen auf zwei Gebieten: Zum einen müssen 3D-Drucker die hohen Anforderungen an Präzision und Oberflächenqualität von Konsumgütern noch besser erfüllen. Zum anderen muss der verwendete Drucker in der Lage sein, verschiedene Materialanforderungen zu erfüllen.

Das Rapid Prototyping ermöglicht die Herstellung komplexer Bauteile aus einer Vielzahl verschiedener Materialien. Am Institut für Werkstoffkunde der TU Wien werden zellulare Strukturen gebaut, deren Geometrie in Anlehnung an natürliche Knochen gewählt wird. Durch neuartige Materialentwicklungen können diese Strukturen aus biologisch verträglichen Biokeramiken gefertigt werden. Damit lassen sich Knochenersatzmaterialien herstellen.

Am Projekt sind auch das Wiener Ludwig Boltzmann Institut für Osteologie, Experten vom Max Planck Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung aus Potsdam und Maschinenbauer der TU-Wien beteiligt.