3D-Druck: Alles eine Frage des Materials

In zahlreichen Betrieben hat sich der 3D-Drucker etabliert. Speziell in Einsatzbereichen mit geringen Stückzahlen und einem hohen Grad an Individualisierung, ist die innovative Produktionsmethode stark gefragt. Auch bei einer besonders komplizierten Geometrie der Produkte wird die Methode gerne verwendet, etwa in der Medizintechnik.

Das Verfahren des 3D-Drucks wird auch als additive Fertigung bezeichnet. Das Material wird dabei schichtweise aufgetragen, um ein dreidimensionales Werkstück zu erstellen. Für den Aufbau kommen physikalische oder chemische Härtungs- oder Schmelzprozesse zum Einsatz. Als Werkstoffe werden in der Regel Kunststoffe, Verbundstoffe oder speziell aufbereitete Metalle verwendet.

Individuelle Fertigung

In der Medizintechnik hat die additive Fertigung die Grenzen des Machbaren weit verschoben. Bauteile sowie Geometrien von medizinischen Produkten, die noch vor wenigen Jahren undenkbar waren, werden heute mit 3D-Druckern Realität. Prothesen und Implantate können auf diese Weise präzise angepasst werden. Grundlage sind die individuelle Anatomie der Patienten. So entstehen maßgeschneiderte und schnell verfügbare Produkte, die Heilungsprozess und Heilungsprognose deutlich verbessern.

Darüber hinaus entstehen Modelle zur Vorbereitung von chirurgischen Eingriffen oder medizinische Geräte. An den gedruckten Modellen können Chirurgen beispielsweise komplizierte Eingriffe in sensiblen Bereichen trainieren. Die Operationen werden zudem für Patienten verständlicher, weil die Modelle sämtliche Arbeitsschritte und Einsätze visualisieren können. Und selbst bei der Produktion von Tabletten und Medikamenten wird die innovative Technologie bereits angewendet.

Sicherheit und Qualität

In solch einem sensiblen Umfeld sind die Eigenschaften der verwendeten Werkstoffe von immenser Bedeutung. Aufgrund der einfachen Herstellung und ihrer Vielseitigkeit kommt die additiven Fertigung Kunststoff zum Einsatz. In Filament- oder Pulverform schmilzt der Kunststoff beim Druckvorgang, damit das Objekt schichtweise gedruckt werden kann. Jedes Bauteil erfordert während des Druckprozesses unterschiedliche 3D-Druckparameter und verleiht den Teilen unterschiedliche Eigenschaften.

Um ein Versagen eines Bauteils, eines Behälters oder eines medizinischen Produktes zu vermeiden, ist daher eine vorherige Bestätigung des selbsthergestellten Werkstoffes sinnvoll und je nach Anwendungsfall gefordert. Materialien, die an Druckgeräten verbaut werden, müssen zum Beispiel den Anforderungen der Druckgeräterichtlinie entsprechen. In diesem Falle ist ein Einzelgutachten für Werkstoffe notwendig.

Damit die gedruckten Modelle eine hohe Qualität haben und auch in sensiblen Bereichen sicher sind, sollten die verwendeten Werkstoffeigenschaften vorab von einem zertifizierten Prüflabor getestet werden. So tragen die umfassenden Materialprüfungen der notifizierten Stellen dazu bei, die Qualität und die Sicherheit in der additiven Fertigung zu erhöhen.