Der börsennotierte 3D-Drucker-Hersteller ExOne und Forscher der University of Pittsburgh haben mit 3D-Druck neuartige Metallfilter für den Einsatz in Atemschutzpatronen entwickelt. Die 3D-gedruckten Filter sind wiederverwendbar und ermöglichen so eine nachhaltige persönliche Schutzausrüstung. Wir stellen die Neuentwicklung, die aus dem Kampf gegen die Ausbreitung des neuartigen Coronavirus entstanden ist, einmal genauer vor.

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Der 3D-Drucker-Hersteller ExOne und Forscher der University of Pittsburgh haben laut einer Pressemitteilung wiederverwendbare Metallfilter für Atemschutzpatronen aus Kunststoff entwickelt. Das Binder-Jetting-Verfahren von ExOne ermöglicht Metallteile mit bestimmten Porositätsstufen. Diese filtern Verunreinigungen effektiv heraus und lassen gleichzeitig den Luftstrom zu. Mit dieser Technologie konnte das Unternehmen wiederverwendbare und poröse Metallfilter aus Kupfer und Edelstahl 316L entwickeln. Die Atemschutzpatrone aus Kunststoff stammt von der Abteilung für Maschinenbau und Materialwissenschaften an der Swanson School of Engineering der Pittsburgh University.

Nachhaltige Schutzausrüstung

Derzeit wird getestet, wie effizient der Luftstrom und die Filtration funktionieren, mit dem Ziel, einen N95-Atemschutzstandard einzuhalten. ExOne will so nachhaltige, sterilisierbare persönliche Schutzausrüstung (PSA) für den Langzeiteinsatz gegen gefährliche Stoffe und Viren wie den SARS-CoV-2-Virus. John Hartner, CEO von ExOne, erklärt, dass nach der Zulassung die Filter in verschiedenen Größen für Atemschutzgeräte, Beatmungsgeräte und andere gedruckt werden können. Die LMD Innovation GmbH hat kürzlich ihre spülmaschinenfesten Atemschutzmasken aus dem 3D-Drucker vorgestellt.

Bei ExOnes Binder-Jetting-Technologie trägt ein Druckkopf flüssiges Bindemittel Schicht für Schicht selektiv auf eine dünne Beschichtung aus Metallpulver auf. Das fertig gedruckte Objekt wird anschließend in einem Ofen normalerweise auf volle Dichte gesintert. Die Binder Jetting Technologie erlaubt jedoch die Festlegung eines bestimmten Porositätsniveaus für das betreffende Objekt wie den Metallfilter. Je nach Material unterscheidet sich das erforderliche Porositätsniveau.

Weitere Materialien getestet

Die Forschungsgruppe unter der Leitung von Dr. Markus Chmielus untersuchte derzeit mit CT-Scannern und Computersimulationen Filter aus verschiedenen Metallen und die mögliche Porosität.

„Der Vorteil des Binder-Jetting-3D-Drucks gegenüber anderen additiven Herstellungsverfahren für diese Filteranwendung besteht in der Fähigkeit, die Porosität des gedruckten Teils zu nutzen und diese dann während des Hochtemperaturverdichtungs- oder Sinterprozesses zu optimieren, um eine optimale Filter- und Luftstromleistung zu erzielen“ erklärt Dr. Chmielus.

Video zur Arbeit von ExOne und der University of Pittsburgh

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