Forscher der Technical University of Denmark (DTU) haben einer Pressemitteilung zu Folge eine neuartige 3D-Druck-Technologie auf Lichtbasis entwickelt. Der dafür entwickelte Spezial-3D-Drucker nutzt laut dem Leiter des abteilungsübergreifenden Teams, Assistenzprofessor Yi Yang von der DTU-Chemie, die Prinzipien eines umgekehrten CT-Scans. Die ersten Ergebnisse wurden kürzlich im Artikel mit dem Titel „Stiffness control in dual color tomographic volumetric 3D printing“ im Fachjournal Nature Communications veröffentlicht, welche wir nachfolgend zusammenfassen.
Yi Yang sagt:
„Unser Drucker wird ein physisches Objekt an den Schnittpunkten von Computertomographiebildern bauen. Die Technologie ermöglicht es uns, eingebettete 3D-Objekte mit unterschiedlichen Eigenschaften und Materialübergängen zu bauen.“
Additive Objekterstellung vergleichbar mit einem CT-Scan
Bei einem CT-Scan wird ein dreidimensionales Bild erstellt, indem eine große Menge zweidimensionaler Bilder aus Röntgenprojektionen reorganisiert wird. Der neue 3D-Drucker stellt physische Objekte her, indem er Lichtstrahlen auf eine rotierende Masse treffen lässt und diese gemäß einem dreidimensionalen Bild formt, das aus zweidimensionalen Bildern besteht, also vergleichbar wie dem Verfahren des CT-Scans.
Yang erklärt:
„Wir verwenden eine Methode namens Tomographic Vat Photopolymerization (TVP), mit der wir alle Punkte in einem 3D-Objekt gleichzeitig drucken können. Man muss sich eine Schachtel vorstellen, die ein flüssiges Polymer enthält – eine Art polymere Druckertinte. Indem man die Tinte Licht aussetzt bestimmter Wellenlängen, bestimmt durch ein 3D-Bild und aufgebaut als CT-Scan, wird die Tinte in der gewünschten Form fest.“
Die Forscher entwickelten Apparate für eine neuartige Rezeptur eines lichtempfindlichen Polymerharzes. Die Weichheit und Form sehr schnell einstellen zu können, zeigt für Yang das Potenzial einer Vaskularisierung von funktionierenden Geweben und Organen für Patienten, die einen Ersatz benötigen.
Assistant Professor Yi Yang, sagt:
„Der Detaillierungsgrad und die Flexibilität unseres 3D-Drucks werden hoffentlich so umfangreich sein, dass die Technik zur Herstellung vollständig vaskularisierter Konstrukte unter Verwendung von Biopolymeren als ‚Tinte‘ verwendet werden kann. Diese Technologie könnte in der Lage sein, die Weichheit und den einzigartigen Aufbau von Blutgefäßen, Kapillaren und Muskeln nachzubilden. Es ist noch ein langer Weg, aber hoffentlich kann uns der Drucker dem Ziel näher bringen.“
Die Geschwindigkeit eines 3D-Drucks hängt von der Komplexität des Objekts und die Anzahl der Voxel/3D-Pixel, also kleinen Punkten, ab. Diese Punkte bilden eine dreidimensionale Figur. Der 3D-Drucker aus Dänemark nutzt jedoch ein umgekehrtes CT-Bild als Vorlage und verändert das polymere Material mit Lichtstrahlen statt Punkt für Punkt zu drucken. Objekte entstehen so fast sofort.
Yang sagt:
„Im Prinzip erlaubt die Technik, einen CT-Scan eines Objekts zu senden und auf Drucken zu drücken. Im nächsten Moment wird es eine Kopie des Objekts in echter Weichheit geben.“
Das neuartige 3D-Druckverfahren im Video
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