Das Team von The Worlds Protect hat gemeinsam mit der Texas A&M University und Essentium an einem 3D-gedruckten Breathalyzer gearbeitet. Dieser soll dabei helfen, Tests auf eine Infektion mit dem Coronavirus oder Alkoholtests in weniger als einer Minute durchzuführen. Dazu muss lediglich der zu Testende mit einem Strohhalm in eine kleine Öffnung blasen.

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Die Coronavirus-Pandemie ist ein anhaltendes Problem, auch wenn die Beschränkungen diesbezüglich weniger werden. Da Kontrollen mancherorts aus vielfältigen Gründen aber weiter wichtig sein können hat das Team von The Worlds Protect laut einer Pressemitteilung von Essentium zusammen mit dem 3D-Druck-Unternehmen eine Lösung entwickelt. The Worlds Protect COVID-19-Alkoholtest-Automaten sollen schnell und genau auf die Krankheit testen.

Blake Teipel, Ph.D., CEO von Essentium, erklärte:

„Während der gesamten Pandemie war die 3D-Druck-Industrie maßgeblich an der Innovation und Herstellung wichtiger medizinischer Ausrüstung beteiligt. Essentium hat sich frühzeitig eingeschaltet, um 3D-gedruckte Schutzmasken für Ersthelfer zu liefern. Jetzt sind wir stolz darauf, das Team von Worlds Protect dabei zu unterstützen, die Entwicklung von Automaten zu beschleunigen, die einen bedeutenden Fortschritt im Kampf gegen COVID-19 und bei der Bekämpfung anderer Infektionskrankheiten darstellen.“

COVID-19-Alkoholtest-Automaten im Detail

In den COVID-19-Alkoholtest-Automaten, die das The Worlds Protect-Team in einer Zusammenarbeit mit The Texas A&M University System, Worlds Inc. und der U.S. Air Force entwickelt hat, verwendet eine Person einen Einwegstrohhalm, um in eine Kupferöffnung zu blasen. In weniger als einer Minute wird das Ergebnis, das so genau wie ein PCR-Test sein soll, an das Smartphone des Teilnehmers gesendet. Da herkömmliche PCR-Test üblicherweise mindestens 24 Stunden benötigen, würde diese Form des Tests den gesamten Ablauf deutlich beschleunigen und die Tests breiter verfügbar machen.

Das Team von Worlds Protect entschied sich für den 3D-Druck, da es komplexe Teiledesigns und schnelle Ergebnisse bei gleichzeitiger Beibehaltung guter mechanischer Eigenschaften benötigte. Da diese Tests auch in heißen und trockenen Regionen sowie anderen Regionen beim Militär eingesetzt werden sollen, war die Robustheit ebenso wichtig. Der 3D-Druck von Essentium ermöglichte schnelle und kostengünstige Ergebnisse in weniger als einem Tag. Die Bearbeitungszeit war um 66 % schneller als mit herkömmlichen Methoden und die Kosten wurden so um bis zu 90 % gesenkt.

Frau bläst in Breathalyzer
Der 3D-gedruckte Breathalyzer liefert laut den Herstellern Ergebnisse in weniger als einer Minute und soll dabei so genau wie ein PCR-Test sein (im Bild: Frau bläst mit Strohhalm in Breathalyzer)(Bild © The Texas A&M University System).

3D-Druck mit der HSE-Plattform von Essentium

Beispielsweise wurde eine der im Endprodukt verwendeten Halterungen mit 110 US-Dollar (105 Euro) für eine maschinell bearbeitete Version angeboten und kostete nur 12 US-Dollar (11,41 Euro) für den 3D-Druck. Für das Teiledesign griffen die Teammitglieder auf kostengünstiges PLA-Filament zurück. Da die fertigen Teile bis zu 100 Grad Celsius aushalten und eine ausreichende Zugfestigkeit aufweisen mussten, verwendeten sie PA-CF von Essentium.

HSE-Plattform
Mit der HSE-Plattform (im Bild) des 3D-Druck-Unternehmens Essentium druckten sie die für den Breathalyzer benötigten Komponenten (Bild © Essentium).

Said Maulik Kotecha, ein Doktorand an der Texas A&M University, sagte abschließend:

„Die Hochgeschwindigkeits-Extrusions-3D-Druckplattform von Essentium ist ein Wendepunkt bei der schnellen Verfolgung des Designs und der Entwicklung dieser dringend benötigten COVID-19-Alkoholtest-Automaten. Wir brauchen die Fähigkeit, schnell große Gruppen von Menschen mit gezielter Ausdehnung in strenge Umgebungen zu überprüfen. Gemeinsam mit Essentium haben wir dies in kürzester Zeit Wirklichkeit werden lassen.“

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