Gliedmaßen erstellt mit dem Drucker

Es gibt viele Menschen auf der Welt, die Aufgrund eines Unfalles fehlende Gliedmaßen haben. Das Problem sind auch in vielen Teilen der Entwicklungsländer gibt es viele Minenopfer. Vor allem in ärmeren Regionen der Welt gibt es keine finanzielle Unterstützung für solche Menschen. Denn Prothesen sind teuer. Doch dies kann sich bald ändern. Das System funktioniert ähnlich wie bei einem Bodyscanner. Nachdem die Stelle des Ansatzes an dem das jeweilige Glied fehlt umfangreich von verschiedenen Positionen fotografiert wurde, werden diese Daten in den Rechner gegeben. Mit Hilfe eines bestimmten Programmes kann nun eine Prothese berechnet und erstellt werden. Diese Arbeit dauert nur wenige Minuten. Dann folgt der übliche 3D-Druck, in dem die Prothese Schicht für Schicht gedruckt wird. Dies ist die längste Phase, die eine Zeit von fast 30 Stunden braucht. Die bedruckte Prothese wird mittels Silikon ausgekleidet, um es bequemer zu machen.

Warum gibt es sie noch nicht?

Aufgrund der noch nicht hundertprozentigen ausgereiften Technologie entstehen häufig noch Fehldrucke. Auch ist das Druckmaterial noch sehr teuer, so dass Forscher versuchen anderes Material zu finden, dass den täglichen Anforderungen einer Prothese im Einsatz gerecht werden. Es ist ihnen mittlerweile gelungen einfachstes Plastik zu verarbeiten, um daraus dementsprechende Druckmaterial zu erstellen. Im nächsten Jahr sollen die ersten gedruckten Prothesen getestet werden. Ein weiterer Vorteil für die Betroffenen aus ärmeren Ländern ist, dass diese nicht großartig stationär behandelt werden müssen. Durch die kurzen Scanzeiten können Fachleute zu den Patienten und die gescannten Informationen direkt weiterleiten.

Wo wird gedruckt?

Zurzeit befindet sich ein Unternehmen, das druckt, in Europa. Dadurch fallen noch weitere Kosten an, wie die Transportkosten. In naher Zukunft könnten dann 3D-Drucker in den Bereichen direkt vor Ort eingesetzt werden. Außerdem benötigt man kaum spezialisierte Leute für die Bedienung eines solchen Gerätes.

Was kostet eine Prothese?

Das derzeitige Material zum Drucken von Prothesen kostet um die 20 Euro pro Kilogramm. Die gesamte Produktion und den Transport in die Region der ärmeren Länder kostet eine einfache Prothese etwa 150 Euro. Sollten die Drucker in der Region direkt eingesetzt werden können, mit dem günstigen Plastikmaterial, könnte eine einfache Prothese bei etwa 10 Euro liegen. Für jemanden aus der 3. Welt ist diese ein relativ erschwinglicher Preis.

In die Lüfte mit gedruckten Bauteilen

Zu den am häufigsten angewandten Methoden der Produktion zählen additive Fertigungsverfahren. Dabei bietet der 3D-Druck ungeahnte Möglichkeiten. Auch die Branche der Luftfahrtindustrie ist einem stetigen Wandel unterlegen. Insbesondere im Bereich der Fertigungs- und Logistikstrukturen. Revolutionär ist dabei die Tatsache, dass zukünftig Bauteile für die Luftfahrt vom Flugzeugbauer selbst hergestellt werden, via 3D-Druck.

 

Ersatzteile schnell, präzise und ohne Stauraum

Gegenwärtig wird der Flugzeughersteller von Zulieferern über Just-in-Time-Lieferungen versorgt und ist von diesem abhängig. Ein Ausfall führt hier zu einem Störungsmechanismus in der gesamten Fertigung.

Verbesserung verspricht hier das „additive Manufacturing“. Dieses Verfahren ist simpel, denn die Technologie des 3-D-Drucks fügt Schicht um Schicht einzelne Segmente mittels eines Metallpulvers zusammen. Nach der Aushärtung ist die benötigte Komponente fertiggestellt.

Die additive Fertigung ist ein physikalisches sowie chemisches Verfahren und wird als additive Manufacturing bezeichnet. Hierbei werden dreidimensionale Schichtstücke aus Keramik, Kunststoff oder Metall aufgebracht. Diese werden erhitzt und ausgehärtet. Das Potenzial von 3-D-Druckmaschinen wurde bereits durch Firmen wie „General Electric“ erkannt und Boeing und Airbus betreiben ebenfalls das additive Manufacturing.

Die am häufigsten verwandten additiven Fertigungsverfahren der Industrie

  • das Selective Laser Sintering (SLS) – Verfahren, bei dem die Schichten mit Pulver mittels CO2-Laser unter einer Schutzatmosphäre erstellt werden. Verarbeitet werden Metall, Kunststoff, Sand und Keramik
  • die Stereolithografie (SLA) – Verwendet werden flüssige Kunststoffe wie Acryl- oder Epoxidharz. In einem Behälter, gefüllt mit flüssigen Photopolymeren, werden die Layer des 3-D-Modells schichtweise durch einen Laser aufgebracht. Zum Schluss wird der Rohling in eine Dunkelkammer zum Aushärten verbracht. Eine Nachbearbeitung ist nicht notwendig da die Erstellung des Objekts nahtlos erfolgt.
  • das additive Manufacturing mit Perspektiven, das direkte Metall-Laser-Sintern (DMLS) – Hier entsteht das Objekt schichtweise. Es gilt als schnelles Produktionsverfahren, bei dem vor allem Stahl- und Bronzepulver eingesetzt wird. Die Produktion ist jedoch von einer hohen Rissanfälligkeit geprägt.

Die Flugzeugbranche hat das dreidimensionale Metalldruckverfahren schon längst für sich entdeckt. Mit Hilfe derer können beispielsweise Unternehmen wie Airbus und Boeing, problemlos Turbinen- oder auch Triebwerkskomponenten herstellen. Auch Sonderanfertigung können so schnell umgesetzt werden. Somit ist dieses Verfahren die Technologie der Zukunft. Zumal sämtliche Komponenten vor Ort produziert werden können, kein hohes Eigengewicht aufweisen und so zusätzlich den Treibstoffverbrauch sowie CO2-Ausstoß reduzieren