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Rapid Prototyping 3D-Druck für keramische Herzpumpe

Redakteur: Peter Reinhardt

Erstmals können mit dem 3D-Druckverfahren aus keramischen Materialien funktionelle Bauteile hergestellt werden. Dazu kommt die kostengünstige und schnelle Fertigung von Prototypen und Kleinserien. Diese Technologie ermöglicht es, bisher nicht realisierbare Bauteile mit beliebiger Geometrie zu fertigen

The drive turbine of the cardiac pump is made of ceramic and manufactured using the 3D-printing method.
The drive turbine of the cardiac pump is made of ceramic and manufactured using the 3D-printing method.
(Photo: Manfred Spitzbart)

Eine an der TU Wien in Zusammenarbeit mit der MU Wien entwickelte Herzpumpe mit sehr guten Materialeigenschaften wird dank eines innovativen 3D-Druckverfahrens Realität. Erstmals ermöglicht dieses Verfahren die Verarbeitung keramischer Werkstoffe in einer auch als Rapid Prototyping bezeichneten Methode (Bild 1). Das Verfahren wurde von den Gründern des Unternehmens Lithoz entwickelt. Es handelt sich um ein Spin-Off der Technischen Universität Wien, das mit Unterstützung des „INiTS Universitäres Gründerservice“ diese kommerziell wertvolle Entwicklung marktreif macht.

Meisterhafte Biomechanik

Das Herz ist ein biomechanisches Meisterwerk – das leider auch mal versagt. Dann können mechanische Herzpumpen helfen. Unter hoher Belastung funktionieren sie präzise und tadellos. Doch mit zunehmender Miniaturisierung stoßen bisher verwendete Materialien und Fertigungstechniken an ihre Grenzen. Nun bieten keramische Materialien neue Möglichkeiten – aber die konstruktionsbedingte Komplexität der Herzpumpen lässt bestehende Fertigungstechniken an den Anforderungen an Präzision und Widerstandskraft scheitern.

Prototypen aus Keramik

Eine Lösung für diese Herausforderung könnten 3D-Druckverfahren sein: eine Technik, bei der formbare Materialien Schicht für Schicht aufeinander aufgetragen und durch Belichtung ausgehärtet werden. So können selbst hochkomplexe, dreidimensionale Gebilde „gedruckt“ werden. Obwohl für Kunststoffe und Metalle bereits etabliert, war die Verwendung des Rapid Prototypings jedoch für die Verarbeitung keramischer Werkstoffe nicht möglich. Dies scheiterte bisher an den zu geringen Festigkeiten der gedruckten Bauteile.

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