Ein Forscherteam rund um Prof. Dr. Wolfgang Binder von der Martin-Luther-Universität-Halle-Wittenberg hat ein neuartiges, kombiniertes 3D-Druckverfahren für Flüssigkeiten entwickelt. Damit lassen sich Flüssigkeiten in 3D-gedruckte Objekte integrieren. Das Verfahren kann zum Beispiel helfen in Kunststoffteilen Schäden aufzudecken.

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Um Flüssigkeiten in Bauteile aus dem 3D-Drucker zu integrieren, bedarf es mehrerer Produktionsschritte. Das fand das Forscherteam der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenburg (MLU) zu zeitaufwendig und kompliziert und entwickelte daraufhin eine vereinfachte Methode.

Als Einsatzbereiche gaben die Forscher pharmazeutische Produkte an oder auch leuchtende Flüssigkeiten, die in Werkstoffe integriert werden könnten und so bei Materialrissen austreten, um Schäden schneller aufzeigen zu können. Das berichten die Wissenschaftler um Prof. Dr. Wolfgang Binder in einer Pressemitteilung der Universität sowie im Fachjournal „Advanced Materials Technology„.

Details zur Entwickelung

Prof. Dr. Wolfgang Binder vom Institut für Chemie der MLU sieht die Zukunft in komplexeren Methoden, die mehrere Produktionsschritte vereinen. Er hat er nach Möglichkeiten gesucht, Flüssigkeiten direkt beim 3D-Druck in das Material einzubauen. Binder und sein Mitarbeiter Harald Rupp kombinierten dafür gängige 3D-Druckverfahren mit klassischen Druckmethoden. An der gewünschten Stelle haben sie tröpfchenweise Flüssigkeiten ergänzt, wodurch sich diese direkt und gezielt ins Material integrieren ließen.

Anwendungsbeispiele

Gitterstruktur mit Flüssigkeiten
Forscher der Martin-Luther-Universität-Halle-Wittenberg entwickelten eine Methode, bei der in 3D-gedruckte Objekte Flüssigkeiten integriert werden konnten (im Bild: Innerhalb des 3D-gedruckten Materials (rechts) enthält eine Gitterstruktur (links) die hinzugefügten Flüssigkeiten.) (Bild © Harald Rupp).

Dass das Verfahren funktioniert, zeigten die Forscher an zwei Beispielen. Sie bauten einen flüssigen Wirkstoff in ein biologisch abbaubares Material ein. Dabei konnten sie nachweisen, dass der Wirkstoff durch das Verfahren nicht beeinflusst wurde und aktiviert blieb.

Die verwendeten Materialien sind jenen aus der Pharmazie ähnlich, wie sie in Wirkstoffdepots, die sich langsam im Körper abbauen, eingesetzt werden. In Operationen wären sie für die Verhinderung von Entzündungen denkbar. Das neue Verfahren ermöglicht eine leichtere Herstellung. An der TH Köln wurde erst vor wenigen Wochen ein 3D-gedrucktes Implantat vorgestellt, bei der Medikamentenwirkstoffe über einen exakten Zeitraum abgeben werden.

Die Forscher integrierten außerdem eine leuchtende Flüssigkeit in Kunststoffmaterial. Wenn das Material beschädigt wird, tritt es aus und zeigt so Schäden an. Für Binder wäre die Integration in einen kleinen Teil eines Produkts vorstellbar, der besonders stark belastet wird, stark beanspruchte Stellen von Autos oder Flugzeugteilen zum Beispiel.

Die neue Methode würde auch helfen, Schäden in Teilen aus Kunststoff zu erkennen. Die Arbeit der Forscher wurde durch das Leistungszentrum „System- und Biotechnologie“, die Deutsche Forschungsgemeinschaft und im Rahmen des „Horizon 2020“-Programms durch die EU unterstützt.

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