Schweizer Forscher von der ETH Zürich haben eine Methode zum 3D-Druck von Salzgerüsten vorgestellt. Mithilfe dieser Salzgitter lassen sich unter anderem Leichtmetallteile herstellen. Die 3D-Druck-Methode eignet sich unter anderem für die Kieferchirurgie und die Raumfahrt. Zur Kommerzialisierung wurde das Start-up „Sallea“ (Salt leaching) gegründet.

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Die beiden Forscherinnen Nicole Kleger und Simona Fehlmann von der ETH Zürich haben laut einer Pressemitteilung eine 3D-Druck-Methode entwickelt, mit der sie ein Gerüst aus Salz drucken und es anschließend mit flüssigem Magnesium befüllen können. Ist das Magnesium abgekühlt, waschen sie das Salzgerüst aus und fertig ist das Objekt aus hochporösem Magnesium. Die Erstautorin der Studie, Nicole Kleger und ihre ehemalige Masterstudentin Simona Fehlmann haben im Fachjournal Advanced Materials einen neuen Artikel zu dieser Arbeit mit dem Titel „Light-Based Printing of Leachable Salt Molds for Facile Shaping of Complex Structures“ veröffentlicht. Zuvor verfeinerten sie das Verfahren mit einem interdisziplinären Team, um noch komplexere Salzgerüste mit noch feineren Poren dreidimensional drucken zu können.

Formgebendes Negativ aus Salztinte

3D-gedrucktes Gerüst aus Salz (mehrere kleine Beispiele)
Forscherinnen an der ETH Zürich haben eine Methode zum 3D-Druck von Salz vorgestellt (im Bild: 3D-gedruckte Beispiele)(Bild © ETH Zürich).

Sie wählten einen Stereolithografie-3D-Drucker statt des ursprünglichen extrusionsbasierten 3D-Druckers. Statt Salzpasten-Würstchen durch feine Düsen gitternetzartig zu extrudieren, arbeiteten sie mit einer Tinte, die auf Salzpartikeln basiert. Diese mischten sie mit Monomeren, um sie lichtempfindlich zu machen. Die Monomere verbinden sich zu Polymeren, wenn das Licht auf sie trifft und werden dadurch hart.

Das entstandene Salzgerüst dient als formgebendes Negativ, das mit anderen Materialien ausgefüllt wird. Die Forscherinnen füllten die Negative mit Aluminium, Karbonverbundmaterial und Kunststoff. Sie erklärten, dass sie viel komplexere Objekte herstellen und die Porengröße von 0,5 Millimeter auf 0,1 Millimeter senken konnten.

Anwendungsbereiche

Die Forscherinnen sehen Ideen für die Kommerzialisierung bei Kieferimplantaten und der Raumfahrt.

Kleger erklärt:

„Verliert man einen Zahn, baut sich der Kieferknochen darunter sehr schnell ab. Um ein Zahnimplantat einsetzen zu können, müsste der Knochen zuvor wieder aufgebaut werden. Chirurgen verwenden dafür derzeit Knochenmaterial von der Hüfte, was einen zweiten operativen Eingriff erfordert. Eine Alternative könnten maßgeschneiderte Knochenimplantate aus Magnesiumlegierungen sein, in die knochenbildende Zellen einwandern können und die sich mit der Zeit wieder abbauen.“

Ein weiterer Anwendungsbereich wäre die Raumfahrt, wo jedes Gramm zählt. Können Leichtbaumetallteile mit diesem Verfahren hergestellt werden, dann wäre das ideal für die Herstellung von Bauteilen von Raumschiffen oder Raketen, um weiter Gewicht zu sparen.

Start-up „Sallea“ gegründet

Die Forscherinnen arbeiten derzeit an einer Kommerzialisierung ihrer Entwicklung. Ein Name für ihr Start-up wurde bereits gefunden. „Sallea“ steht für „Salt leaching“, also Salzauswaschung. Abonnieren Sie unseren Newsletter und bleiben Sie über diese und andere Neuigkeiten aus der Welt des 3D-Drucks täglich kostenlos informiert.

Vorstellung des 3D-Druckverfahrens

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