3D-SLA-Drucke in 30 Sekunden

Forscher der EPFL haben eine neue hochpräzise Methode für den 3D-Druck kleiner, weicher Objekte entwickelt. Der Prozess, der von Anfang bis Ende weniger als 30 Sekunden dauert, hat potenzielle Anwendungen in einer Vielzahl von Bereichen, einschließlich 3D-Bioprinting.

Alles beginnt mit einer durchscheinenden Flüssigkeit. Dann beginnen sich wie durch Zauberei dunklere Flecken in dem kleinen, sich drehenden Behälter zu bilden, bis das fertige Produkt kaum eine halbe Minute später Gestalt annimmt. Mit dieser bahnbrechenden 3D-Druckmethode, die von Forschern des EPFL-Labors für angewandte Photonikgeräte (LAPD) entwickelt wurde, können winzige Objekte mit beispielloser Präzision und Auflösung hergestellt werden - alles in Rekordzeit. Die Technologie könnte innovative Anwendungen in einer Vielzahl von Bereichen haben, aber ihre Vorteile gegenüber bestehenden Methoden - die Fähigkeit, feste Teile mit unterschiedlichen Texturen zu drucken - machen sie ideal für Medizin und Biologie geeignet. Mit dem Verfahren könnten beispielsweise weiche Gegenstände wie Gewebe, Organe, Hörgeräte und Mundschutz hergestellt werden.

„Herkömmliche 3D-Drucktechniken, die als additive Fertigung bekannt sind, bauen Teile Schicht für Schicht“, erklärt Damien Loterie, CEO von Readily3D. „Das Problem ist, dass weiche Objekte, die auf diese Weise hergestellt wurden, schnell auseinander fallen." Darüber hinaus können mit dem Verfahren empfindliche zellbeladene Gerüste hergestellt werden, in denen sich Zellen in einer druckfreien 3D-Umgebung entwickeln können. Die Forscher haben sich mit einem Chirurgen zusammengetan, um 3D-gedruckte Arterien zu testen, die mit dieser Technik hergestellt wurden. „Die Versuchsergebnisse waren äußerst ermutigend", sagt Loterie.
Die neue Technik basiert auf den Prinzipien der Tomographie, einer Methode, die hauptsächlich in der medizinischen Bildgebung verwendet wird, um ein Modell eines Objekts basierend auf Oberflächenscans zu erstellen.
Der Drucker sendet einen Laserstrahl durch das durchscheinende Gel - je nach Bedarf entweder ein biologisches Gel oder einen flüssigen Kunststoff. „Es geht nur um das Licht", erklärt Paul Delrot, CTO des extra gegründeten Spin-Offs Readily3D. „Der Laser härtet die Flüssigkeit durch einen Polymerisationsprozess aus. Je nachdem, was wir bauen, verwenden wir Algorithmen, um genau zu berechnen, wo wir die Strahlen aus welchen Winkeln und mit welcher Dosis ausrichten müssen. "
Das System ist derzeit in der Lage, Zwei-Zentimeter-Strukturen mit einer Genauigkeit von 80 Mikrometern herzustellen, die ungefähr dem Durchmesser einer Haarsträhne entsprechen. Da das Team jedoch neue Geräte entwickelt, sollte es in der Lage sein, viel größere Objekte zu bauen, möglicherweise bis zu 15 Zentimeter. „Das Verfahren könnte auch verwendet werden, um schnell kleine Silikon- oder Acrylteile herzustellen, die nach dem Drucken nicht fertiggestellt werden müssen", sagt Christophe Moser, Leiter des LAPD.

 

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