All das kommt aus dem 3D-Drucker

All das kommt aus dem 3D-Drucker-prothese

Foto: 3D printing in Uganda von universitytoronto (Lizenz: CC BY-SA 2.0)

3D-Drucker in der Medizin

Vor einigen Jahren, als man erstmals von 3D-Druckern hörte, wurde wild spekuliert, ob die nicht großen Nutzen in der Medizin hätten. Heute ist das längst Realität. Im Hamburger Bezirk Harburg, genauer gesagt in der Buchholzer Klinik, setzt man bereits erfolgreich auf Prothesen aus dem 3D-Drucker. Vier Wochen nachdem der Patient Volker Brandt ein komplett künstliches Kniegleenk implantiert bekam, kann er sich fast schon wie vor dem Eingriff bewegen. Bald schon kann Brandt mit seiner Prothese aus dem 3D-Drucker sogar Fahrradfahren.

Auch die Boston University forscht medizinisch. Sie geht jedoch noch einen riesigen Schritt weiter: mithilfe von 3D-Bioprinting soll eine künstliche Bauchspeicheldrüse aus Stammzellen entstehen. Typ-1-Diabetes-Patienten sollen davon profitieren. Nun ist jedoch das 3D-Bioprinting von stark durchblutetem Gewebe deutlich komplizierter als das von weniger stark durchblutetem Gewebe. Es wird also noch lang dauern, die Forscher selbst sprechen von einem weiteren Jahrzehnt, bis Gefäßorgane erfolgreich transplantiert werden.

Auch in Japan ist man am Forschen: dank 3D-Bioprinting konnte ein Lebergewebs-Modell hergestellt werden, welches sich zum Prüfen von Medikamenten eignet. Hier ist also nicht das Ziel, eine Leber zu drucken und zu transplantieren, sondern Medikamente zu testen. Aber auch Aufschluss über Leberkrankheiten erhofft man sich. Science Direct hat erste Forschungsergebnisse veröffentlicht.

Nicht nur in der Humanmedizin schafft der 3D-Drucker Fortschritt, auch die Veterinärmedizin profitiert. Whippet Zeus in Brasilien verlor während einer Auseinandersetzung mit einem Artgenossen seine Pfote. Eine prothetische neue Pfote aus dem 3D-Drucker sorgt dafür, dass Zeus heute wieder Freude an Gassigängen hat.

Künstlerische 3D-Prints

Neri Oxman, ihres Zeichens MIT-Professorin, Architektin und Designerin, erschuf zusammen mit der Mediated Matter Group einen 3D-gedruckten Pavillon aus Glas, der auf der Mailänder Designwoche 2017 präsentiert wurde. „YET“ wurde die von Lexus in Auftrag gegebene Konstruktion getauft.

Sie diente der Eröffnung und hieß Besucher auf der Ausstellung willkommen. Außerdem nutzte Lexus die Installation, um den begehrten Lexus Design Award zu inszenieren. 3D-gedrucktes Glas wurde mit architektonischen Lichtmustern zu einem immersiven Pavillon – eine beeindruckende, surreale Installation.

Hafen Rotterdam setzt auf 3D-Druck

Erst im vergangenen Jahr gegründet, fertigte das RAMLAB (Port of Rotterdam Additive Manufacturing Fieldlab) in Zusammenarbeit mit Autodesk die erste 3D-gedruckte Schiffskomponente. Konkret wurde ein Schiffpropeller gedruckt, der in einem hybriden Fertigungsprozess entstand: subtraktive Verfahren auf Basis des Lichtbogenschweißens wurden mit Schleifmethoden und Fertigungen aus dem 3D-Drucker gekoppelt.

Motivation zum Projekt RAMLAB war, dass ankernde Schiffe im Rotterdamer Hafen wochenlang auf benötigte Ersatzteile warten mussten. Das kostet mehrere Millionen Euro. Auch müssen weltweit große Mengen von Ersatzteilen gelagert werden. Das RAMLAB im Rotterdamer Hafen wurde geschaffen, um diesen Problemen entgegenzuwirken.

Ausgestattet ist das RAMLAB mit zwei 6-Achsen-Roboterarmen, die große industrielle Metallteile additiv fertigen können. In Zusammenarbeit mit Partnern aus dem Hard- und Softwarebereich, Endabnehmern und akademischen bzw. zertifizierten Einrichtungen möchte man Rotterdam zum innovativsten und intelligentesten Hafen der Welt machen.

Das Unternehmen Autodesk gehört zu den Hauptpartnern im Software-Sektor. Autodesk soll maßgebnlich am Entwickeln des hybriden Fertigungsprozesses beigetragen haben. Der erste Schiffspropeller aus dem 3D-Drucker war das Pilotprojekt. Im Sommer 2017 soll eine fertige Schiffsversion vorgestellt werden.

Günstigere Mobilität dank 3D-Druck

3D-Printing sorgt für mehr Innovationen, die wiederum ihrerseits für geringere Umweltbelastungen, günstigere Preise und leichtere Teile sorgen. Davon profitiert auch die Automotive-Branche immens.

So stellt APWorks mit dem Light Rider den ersten 3D-gedruckten Prototypen eines Elektromotorrads vor. Mit nur 35 kg Gewicht schafft es der elektrische Antrieb immerhin auf 80 km/h. In nur 3 Sekunden kommt der Prototyp von 0 auf 45 km/h und 60 km-Touren sind vor dem nächsten Aufladen oder Akku-Wechsel fahrbar. Die verwendeten Materialien kommen aus der Luft- und Raumfahrt. Das Unternehmen spricht von „einer spezifischen Festigkeit von Titan“, die „einmalig im 3D-Druck“ ist.

Auch Siemens Mobility ist im 3D-Druck angekommen. 3D-gedruckte und damit maßangefertigte Produktionsteile werden für die SWU Verkehr GmbH hergestellt. Benötigt das Fertigen von Teilen für die Straßenbahnen eigentlich Wochen, schafft der 3D-Drucker es innerhalb weniger Tage und produziert deutlich kostengünstiger. Es müssen keine großen Serien mehr produziert werden, sondern man kann auf kleinere Bestellungen eingehen.

Renault schickt den 3D-Druck sogar ins Rennen: auf der Auto Shanghai Messe präsentierte der Franzose das Projekt R.S. 2027 Vision; ein Concept Car für die Formel 1. 1.360 PS bei nur 600 kg Gewicht beeindrucken schon sehr! Noch beeindruckender zeigt sich das Cockpit: es ist vollständig im 3D-Drucker entstanden, ist recyclebar und erlaubt es, den Sitz an den jeweiligen Fahrer anzupassen. Wichtige Informationen kann der Fahrer direkt über Projektionen ins Polycarbonat-Dach sehen.

3D-Druck für eine bessere Welt

„Invictus Lego“ nennt sich eine Gruppe spanischer Schüler, die derzeit Unterstützer für ihr Projekt sucht. Im Rahmen des FIRST LEGO League Wettbewerbs in Australien hatte sich die Schülergruppe vorgestellt, die mithilfe des 3D-Drucks Parasiten aus Bienenstöcken holen möchte.

Das achtköpfige Schülerteam aus Valencia hat für ihren Plan bereits eine GoFundMe-Kampagne eingerichtet und sucht nun Unterstützer. Mehr als 4.000 Euro haben sie bereits zusammen, jedoch werden 20.000 Euro als Kampagnenziel benötigt. Neben der globalen Erderwärumg und Wespenangriffen sind Parasiten wie Milben mitverantwortlich für das weltweite Bienensterben. Programmieren, einige Legobausteine und der 3D-Drucker mussten kombiniert werden, um das Problem bekämpfen zu können.

Ein flexibles PLA-Filament aus dem Hause Filaflex stellt einen 3D-gedruckten Aufsatz für den Bienenstockeingang dar. Winzige Bürstchen daran sollen dafür sorgen, dass die blutsaugenden Milben von den Bienenkörpern abgestreift werden, sodass diese nicht in den Stock und damit an die Brut geraten. Auch schützt der engere Eingang vor feindlichen Insekten wie Wespen.

Ein weiteres Projekt für eine bessere Welt stammt aus der australischen Deakin University School of Engineering. Forscher entwickeln hier ein solarbetriebenes 3D-Drucksystem, das in Entwicklungsregionen für optimierte Hygiene- sowie Sanitärversorgung aus Kunststoffabfällen sorgen soll.

Es sind nicht zuletzt die gigantischen Massen an Plastikmüll, die in vielen Entwicklungsregionen zur Verschmutzung beitragen. Das 3D WASH genannte Projekt der Forscher zielt darauf ab, eben diesen Plastikbergen Sinn zu verleihen. So kann der solarbetriebene 3D-Drucker Plastikmüll in Druckmaterial wandeln und gleichzeitig saubere Wasser- sowie sanitäre Anlagen bereitstellen.

Wird in der Prototypenphase zunächst der Fokus darauf gelegt, Ersatzteile für die Sanitär- und Wassersysteme zu drucken, möchte man beizeiten dazu übergehen, größere Stücke zu drücken. Federführend bei dem Projekt 3D WASH ist Dr. Mazher Mohammed, der sein Projekt voraussichtlich noch in diesem Jahr uf den Salomonen-Inseln testen wird.

Was würdest du drucken?

Du siehst: es geht richtig zur Sache im 3D-Druck! Wir sind genau da angekommen, wo wir uns vor 2, 3 Jahren gesehen haben. Mensch und Tier wird geholfen, Mobilität geschaffen, Kosten reduziert, die Umwelt geschont und dank 3D-Drucker können sogar Umwelt- und Menschenhilfsprojekte erfolgreich durchgeführt werden.

Wenn du einen 3D-Drucker der Meisterklasse und endlose Materialien bei dir hättest – was würdest du dir drucken? Was fehlt unserer Welt noch, was ein 3D-Drucker herstellen kann?



Sag uns deine Meinung!

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.