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3D-Drucker führt Silikone und Hoch­leis­tungs­kunst­stoffe zu­sam­men

MedTech-Multiprint – dieses Projekt ist mit einer Fördersumme von knapp 1,3 Mil­lio­nen Euro eines der größten, das bislang im Fachgebiet Maschinen­ele­mente der Fa­kul­tät Maschinen­bau an der TU Dort­mund umgesetzt wird. Gleichzeitig ist es das finanzstärkste EXIST-Förderprojekt, das die Uni­ver­si­tät bislang einwerben konnte. Für das Team um Jasper Gruson ist es die Chance, sich in einigen Jahren mit ei­nem High-Tech-Projekt selbstständig zu ma­chen.

Der 3D-Multiprint-Drucker steht noch unverkleidet in der Werkstatt der Fa­kul­tät Maschinen­bau am Campus Nord: Ein Würfel mit einer Kantenlänge von knapp zwei Metern. Zuleitungen, Reihen von Schrauben, Warnhinweis vor Strahlung: Das Druckermodell zeugt von viel Hand­ar­beit und ist ein Unikat. „Wir haben ihn weitestgehend selbst erstellt“, sagt Jasper Gruson. „Selbst die Druckköpfe sind Eigenentwicklungen“.

3D-Drucker ist weltweites Einzelstück

Im weltweit boomenden Markt von 3D-Druckern ist dieses Gerät ein Einzelstück. Der Drucker soll komplexe Hybridprodukte produzieren. Konkret soll er Gegenstände in ei­nem Arbeitsgang aus un­ter­schied­lichen Standard- und Hochleistungsthermoplasten, aber auch Hochleistungskunststoffen und Silikonen in ei­nem einzigen unterbrechungsfreien Produktionsprozess er­zeu­gen. „Eine konkrete An­wen­dung ist bei­spiels­weise eine Prothese“, be­rich­tet Philipp Kemper. „Wenn ein Mensch auf solch ein Hilfsmittel angewiesen ist, erfordert dies eine in­di­vi­du­elle Anpassung.“ Das gilt be­son­ders für den Übergang der Gliedmaße des Men­schen zur Prothese: Dieser Übergang muss hautfreundlich und exakt passend angefertigt wer­den. Dafür wer­den flexible Silikonpolster passgenau in die Prothese integriert. Diese Kunststoff-Silikon-Ver­bin­dung ist wegen der un­ter­schied­lichen Materialeigenschaften herausfordernd. 

Der Drucker, den Gruson und Kemper ent­wi­ckeln, er­mög­licht das. Gleichzeitig wird die Fertigung hochautomatisiert, ressourcenschonend und somit zeitsparend und kostengünstig. Der erste Zielmarkt ist die Sanitäts- und Orthopädiebranche mit der Herstellung von Komponenten für in­di­vi­du­elle Hilfsmittel wie Prothesen. Den Anwen­dungs­mög­lich­kei­ten sind aber kaum Grenzen gesetzt – bis hin zu Sitzen für Formel-1-Piloten.

Das neuartige 3D-Drucksystem wol­len Gruson, Kemper und der Softwareentwickler Frithjof Pollmüller auf der Basis eines bestehenden Labormusters, also eines 3D-Spezialdruckers, ent­wi­ckeln. Der wurde im Zuge des Projekts „FilChange – Flexible-3D-Printing“ des EFRE-Förderprogramms „START-UP-Hochschul-Ausgründungen NRW“ gebaut und in Betrieb genommen. Grundlage für die Tech­nik ist ein neu entwickeltes Filament-Verarbeitungsmodul, das die TU Dort­mund zum eu­ro­pä­isch­en Patent an­ge­mel­det hat.

Das Entwicklerteam geht bei seiner Ar­beit – Projektstart war am 1. März dieses Jahres – in mehreren Schritten vor: Zunächst optimieren sie den 3D-Spezialdrucker für die Verarbeitung von Hochleistungskunststoffen. Gleichzeitig ent­wi­ckeln sie ein neuartiges Silikonverarbeitungsmodul. Im nächsten Schritt schaffen sie – erstmals im 3D-Druck – eine Verarbeitungsmöglichkeit für Hochleistungsthermoplaste und Silikone in ei­nem Produkt. Mithilfe einer neuen Softwarelösung sollen die einzelnen Ma­te­ri­alien belastungsgerecht und zeiteffizient mit­ei­nan­der verbunden wer­den.

Unter­stütz­ung durch das CET

Mit dem För­der­pro­gramm EXIST-Forschungstransfer un­ter­stützt das Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Wirtschaft und Energie heraus­ra­gen­de forschungsbasierte Gründungsvorhaben wie MedTech-Multiprint. Das Team wird auf dem Weg zur Unter­nehmens­grün­dung vom Centrum für Entre­preneur­ship & Transfer (CET) der TU Dort­mund begleitet. „3D-Druck ist eine Schlüsseltechnologie der Zukunft“, sagt Albrecht Ehlers, Kanzler der TU Dort­mund und CET-Vorstand. „Ich freue mich, dass wir dem Start-up den Weg von der For­schung in die Selbst­stän­dig­keit ebnen kön­nen. Das ist ein schöner Erfolg unseres Centrums für Entre­preneur­ship & Transfer.“


Ansprechpartner bei Rückfragen:

Jasper Gruson 

E-Mail:

Fachgebiet Maschinenelemente

Fakultät Maschinenbau

Philipp Kemper

E-Mail:  

Fachgebiet Maschinenelemente

Fakultät Maschinenbau