Forscher der Khalifa University in Abu Dhabi, Vereinigte Arabische Emirate, haben eine 3D-gedruckte Brille entwickelt, die Menschen mit Farbenblindheit helfen soll. Menschen mit dieser Einschränkungen tun sich häufig schwer, Farben und ihre Schattierungen zu unterscheiden. Die Brillen sollen das ändern und das Sehen und Erkennen von Farben verbessern.

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Forscher der Khalifa University haben laut einem Artikel auf der Website der Forschungsuniversität eine 3D-druckbare Brille entwickelt, mit denen Verbesserungen bei Farbsehstörungen (CVD) erzielt werden könnten. Dazu wurde mit hochpräzisem MSLA-3D-Druck die Rahmen angefertigt, die mit getönten Gläsern ausgestattet sind. Die Brillen blockieren unerwünschte Wellenlängen, während der Rest des sichtbaren Lichtspektrums transparent bleibt. Menschen mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen, die die Brillen getestet haben, berichteten von deutlichen Verbesserungen bei der Erkennung von Farben. Für die Forscher ist das ein gutes Zeichen dafür, dass die Brille „ein großes Potenzial zur Bekämpfung von Farbenblindheit hat“. Ihre Arbeit haben die Forscher in einem Artikel mit dem Titel „Development of 3D-Printed Glasses for Color Vision Deficiency“ vorgestellt.

Angeborene Farbenblindheit (CVD)

Grafik zur Sicht von Farbenblinden
Darstellung des Bildes, das von Personen mit Farbsehschwäche wahrgenommen wird. A) Fotografien von buntem Material, das von Personen mit normalem Sehvermögen und Personen mit unterschiedlichem Farbsehvermögen gesehen wird B) Protanomalie, C) Deuteranomalie und D) Tritanomalie, Fotos, die von einer Website für Farbenblindheitssimulatoren konvertiert wurden (Bild © Khalifa University).

Menschen mit einer angeborenen Farbenblindheit (CVD) können häufig nicht zwischen Schattierungen bestimmter Farben zu unterscheiden. Die Wohltätigkeitorganisation Color Blind Awareness gibt an, dass bis zu 1 von 12 Männern und 1 von 200 Frauen an CVD leiden. Diese Störung entsteht durch defekte Photorezeptor-„Zapfen“-Zellen in der Netzhaut.

In gesunden Augen arbeiten blaue, grüne und rote Zapfenzellen zusammen, um Primärfarben zu erkennen. Fehlt einer dieser Zelltypen oder ist fehlerhaft, kommt es zur Farbblindheit. Der 3D-Druck soll den Forschern dabei helfen, einen eigenen Rahmen zu entwickeln, der auf die Farbkorrekturbedürfnisse der Benutzer zugeschnitten werden kann.

Details zum 3D-Druck der Brillen

Die Forscher haben einen Brillenprototypen mit dem 3D-CAD-Programm SOLIDWORKS entworfen und druckten ihn aus ASIGA DentaClear und Grey Resin auf einem Prusa SL1S 3D-Drucker. Sie haben erkannt, dass die Aushärtungszeit und Schichtdicke für das Erreichen optimierter optischer und mechanischer Eigenschaften entscheidend sind. Eine Druckzeit von sechs Sekunden pro Schicht und eine Dicke von 25 Mikrometern sind ideal.

Die Forscher kombinierten ihr Harz mit wellenlängenfilternden Farbstoffen Atto 565 und Atto 488, was ihnen den gewünschten Tönungseffekt verlieh. Wenn diese Linsen an Fassungen angebracht und zum Testen bereit waren, erwiesen sie sich während der Charakterisierung als wunschgemäß geeignet, indem sie unerwünschte Wellenlängen für CVD-Patienten zwischen 480–510 nm und 550–580 nm blockierten.

Das Ergebnis

Die 3D-gedruckten Brillen konnten mehr als 50 % der unerwünschten Wellenlängen blockieren und behielten eine Transparenz von über 85 % für anderes Licht im sichtbaren Spektrum bei. Freiwillige profitierten von deutlichen Verbesserungen bei der Farberkennung während des Standard-Ishihara-Farbblindheitstests. Die 3D-gedruckten Rahmen stellten eine praktikable alternative Behandlung für CVD-Patienten dar, die anpassbarer und effektiver sind als kommerzielle Brillen.

Details aus der Arbeit zum 3D-Druck der Brillen
Der 3D-Druck von Brillen. A) computergestütztes Design (CAD)-Modell der Brille, B) Vorbereitung des G-Codes durch Schneiden des Modells und C) digitale Fotos der Brille, die in 3D auf die Bauplatte gedruckt wurden. D) CAD-Modell des Rahmens, E) Vorbereitung des G-Codes durch Schneiden des Modells und F) digitale Fotos des durch 3D-Druck hergestellten Rahmens (Bild © Khalifa University).

Das Team erklärte abschließend:

„Die Ergebnisse zeigten, dass unsere 3D-gedruckten Gläser beim Filtern unerwünschter Wellenlängen selektiver waren als im Handel erhältliche CVD-Gläser. Den Resultaten zufolge haben diese 3D-gedruckten getönten Brillen aufgrund ihrer einfachen Herstellung und Anpassung, die auf die Bedürfnisse des Patienten zugeschnitten werden können, ein großes Potenzial bei der Bekämpfung von Farbenblindheit.“

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