Seit der japanische Wissenschaftler Hideo Kodama im Jahr 1980 die ersten Berichte \u00fcber das \u201eRapid Prototyping\u201c ver\u00f6ffentlicht hat, ist der 3D-Druck selbstverst\u00e4ndlich geworden und hat in viele Bereiche des Lebens Einzug gehalten. So nutzen die Formel-1-Teams diese Technik, um Teile f\u00fcr ihre Boliden zu produzieren. In der Prothetik ist sie nicht mehr wegzudenken. Oder auch in der Herstellung von Ger\u00e4ten bis hin zu Auto- und Flugzeugteilen.<\/p>\n\n\n\n
Normalerweise kommen beim 3-D-Druck aber nur Materialien zum Einsatz, die beispielsweise durch Erhitzen verfl\u00fcssigt und nach dem Druck fest werden: Kunststoff, Metall oder Keramik. Fl\u00fcssige Anteile werden in der Regel im Nachhinein hinzugef\u00fcgt. Das ist sowohl aufwendig als auch teuer. Chemiker der Martin-Luther-Universit\u00e4t Halle-Wittenberg<\/a> (MLU) haben nun aber eine Methode entwickelt, mit der Fl\u00fcssigkeiten direkt w\u00e4hrend Druckverfahrens in die Materialien integriert werden.<\/p>\n\n\n\n \u201eDie Zukunft liegt in komplexeren Methoden, die mehrere Produktionsschritte vereinen”, sagt Prof. Dr. Wolfgang Binder vom Institut f\u00fcr Chemie der MLU. \u201eWir haben deswegen nach einer M\u00f6glichkeit gesucht, Fl\u00fcssigkeiten direkt beim Druck in das Material einzubauen.” Daf\u00fcr nutzen die Wissenschaftler eine Kombination aus g\u00e4ngigen 3-D-Druck-Verfahren und klassischen Druckmethoden, wie sie in Tinten- oder Laserdruckern genutzt werden. Indem sie an der gew\u00fcnschten Stelle tr\u00f6pfchenweise Fl\u00fcssigkeiten hinzuf\u00fcgten, konnten sie diese direkt und gezielt in ein Material integrieren.<\/p>\n\n\n\n Anhand von zwei Beispielen haben die Forscher bereits gezeigt, dass ihr Verfahren funktioniert. Erstens bauten sie einen fl\u00fcssigen Wirkstoff in ein biologisch abbaubares Material ein. \u201eWir konnten nachweisen, dass der Wirkstoff durch das Verfahren nicht beeinflusst wurde und aktiv geblieben ist”, so Binder. In der Pharmazie w\u00fcrden solche Materialien als Wirkstoffdepots genutzt, die sich im K\u00f6rper langsam abbauen. Sie k\u00f6nnten beispielsweise nach Operationen genutzt werden, um Entz\u00fcndungen zu verhindern. Die Herstellung solcher Materialen k\u00f6nnte mit dem neuen Verfahren erleichtert werden.<\/p>\n\n\n\n Zweitens integrierten die Chemiker eine leuchtende Fl\u00fcssigkeit in ein Kunststoffmaterial. Treten Sch\u00e4den wie Risse an dem Material auf, tritt die Fl\u00fcssigkeit aus und kann so Sch\u00e4den anzeigen. \u201eMan k\u00f6nnte so etwas in einen kleinen Teil eines Produktes eindrucken, der besonders stark belastet wird”, so Binder. Als Beispiel nennt er stark beanspruchte Stellen von Autos oder Flugzeugteilen, wo Sch\u00e4den in Kunststoffmaterialien bisher nur schwierig zu erkennen sind. In Metallen lassen sich Mikrorisse dagegen durch R\u00f6ntgen sichtbar machen. Eine im Kunststoff integrierte Fl\u00fcssigkeit k\u00f6nnte somit f\u00fcr zus\u00e4tzliche Sicherheit sorgen.<\/p>\n\n\n\n Binder sieht das Kombiverfahren auch f\u00fcr viele weitere Anwendungsgebiete und plant mit seinem Team, demn\u00e4chst Batterieteile mit der Methode zu drucken. \u201eGr\u00f6\u00dfere St\u00fcckzahlen lassen sich mit unserm Aufbau im Labor nicht herstellen”, stellt Binder klar. Daher m\u00fcsse das Verfahren f\u00fcr den Industriema\u00dfstab au\u00dferhalb der Universit\u00e4t weiterentwickelt werden.<\/p>\n\n\n\n Binder und sein Team haben die Ergebnisse ihrer Studie im Fachmagazin Advanced Materials Technologies<\/a> <\/em>ver\u00f6ffentlicht. Unterst\u00fctzt wurde die Forschung durch das Leistungszentrum \u201eSystem- und Biotechnologie\u201c, die Deutsche Forschungsgemeinschaft und im Rahmen des \u201eHorizon 2020\u201c-Programms der EU.<\/p>\n\n\n\n Titelbild<\/em><\/strong>: Im Inneren des mit der neuen 3-D-Druck-Methode hergestellten Materials (rechts) befindet sich ein Gitterger\u00fcst (links), in welches Tropfen einer Fl\u00fcssigkeit gegeben werden k\u00f6nnen. Foto: <\/em>\u00a9<\/em> Harald Rupp<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Seit der japanische Wissenschaftler Hideo Kodama im Jahr 1980 die ersten Berichte \u00fcber das \u201eRapid Prototyping\u201c ver\u00f6ffentlicht hat, ist der 3D-Druck selbstverst\u00e4ndlich geworden und hat in viele Bereiche des Lebens Einzug gehalten. So nutzen die Formel-1-Teams diese Technik, um Teile f\u00fcr ihre Boliden zu produzieren. In der Prothetik ist sie nicht mehr wegzudenken. 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