Eine deutsch-spanische Forschergruppe hat ein 3D-Druckverfahren für mikrostrukturierte Oberflächen entwickelt. Fein strukturierte Oberflächen führen zu einer Verbesserung der Verträglichkeit medizinischer Implantate.

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Bisherige 3D-Druckverfahren für die Herstellung Mikrometer feiner Strukturen erfordern sehr viel Zeit. Die lässt sich mit dem neuen 3D-Druckverfahren deutlich reduzieren, berichtet Wissenschaft Aktuell.

Mikrostrukturierte Oberfläche aus dem 3D-Drucker
Ausschnitt einer mikrostrukturierten Oberfläche – ertsellt mit einem 3D-Drucker (Bild © IMT, KIT).

Das Forscherteam konnte mit mit dem Verfahren bei Tests an ersten Prototypen die Druckzeit auf 30 Minuten reduzieren. Die spanische Universität Universidad Politécnica de Madrid und das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) bearbeitete und optimierte dabei in gemeinsamer Zusammenarbeit das spezielle 3D-Druckverfahren. Das Verfahren verwendet Acrylat-Material welches mit fokussierten Laserstrahlen mikrometergenau polymerisiert und ausgehärtet werden kann.

Das Verfahren im Detail

Im Rahmen der ersten Testläufe wurde das Acrylat auf einen Bereich verteilt, dessen Querschnitt der Hälfte der Größe eines Haares entsprach. Die Oberfläche wurde mit hoher Genauigkeit in den Laserfokus gesteuert. Die Schreibgeschwindigkeit bei diesem Verfahren belief sich auf 18 Mikrometer pro Sekunde. Die fertige Struktur entsprach dem geplanten Aufbau und wurde mittels der hohen Geschwindigkeit erreicht. Ein Verkleinerungseffekt des Polymers verursachte jedoch minimale Abweichungen im einstelligen Prozentbereich.

Das Forscherteam zeigte sich mit dem Ergebnis dennoch sehr zufrieden. Diese Spezialform der 3D-Fertigung könnte den Wissenschaftlern zufolge auf metallische, keramische und andere feste Werkstoffe übertragen werden. Wenn diese Übertragung gelingen sollte, sei die Produktion von Werkstücken mit mikrostrukturierten Oberflächen realisierbar.

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