OpenBioPrint

Erforschung einer offenen 3D-Druck Plattform zur schnellen Herstellung hybrider, biokompatibler Bauteile

Schnelles dreidimensionales Drucken elastischer, biokompatibler Bauteile für jeden

3D Druck bietet die Möglichkeit, Bauteile zu fertigen, die mit konventionellen Verfahren nicht herstellbar sind. Eine große gesellschaftliche Bedeutung wird die generative Fertigung mittels 3D Druck durch die breite Zugänglichkeit für Privathaushalte infolge der Open Source Bewegung in diesem Bereich gewinnen: Vormals komplexe Fabrikationsstätten können so in das heimische Wohnzimmer verlegt werden.

Besonders interessant wird die Möglichkeit der heimischen Minifabrik bei höchst individuellen Produkten, bei denen eine zentrale Fertigung weder einen Kosten- noch einen Nutzenvorteil bringt: Beispiele hierfür sind individuell angepasste Ohrhörer, orthopädische Produkte (Einlagen, Polster, etc.) oder bislang noch nicht kundenangepasste Produkte, wie z.B. die Dichtlippen an Schwimm- oder Taucherbrillen. Um die Fertigung körpernaher oder körperangepasster Bauteile zu ermöglichen, müssen Produktionsverfahren entwickelt werden, die die Fertigung elastischer Bauteile ermöglichen und deren gesundheitliche Unbedenklichkeit (Biokompatibilität) zugleich gewährleisten.

Generative Fertigung von elastischen Bauteilen mit Hilfe photonisch vernetzter Silikone durch den Einsatz von Beamertechnologie

Im Projekt OpenBioPrint soll die schnelle generative Fertigung elastischer Bauteile durch photonisch vernetzende einkomponentige Silikone erreicht werden. Hierzu müssen auf der einen Seite passende Silikone formuliert und weiterentwickelt werden, auf der anderen Seite werden aber auch passende OpenSource taugliche Produktionsverfahren benötigt.

Photonische 3D-Druckverfahren sind bislang auf Grund der teureren und meist schwierig zu handhabenden Materialien weitestgehend einem rein professionellen Anwendungsspektrum vorbehalten. Es werden zudem Acrylate verarbeitet, die lediglich die Produktion unelastischer, harter Bauteile ermöglichen und somit nicht die Anforderungen körpernaher Bauteile erfüllen können.

Im Projekt OpenBioPrint werden Silikone entwickelt, die die notwendige Elastizität zeigen und deren Biokompatibilität geprüft wird. Durch eine Veröffentlichung der Zusammensetzung wird die Weiterentwicklung und bedarfsgerechte Anpassung durch forschende und experimentierende Bürger anschließend gewährleistet.

Zusätzlich wird ein photonischer 3D-Drucker auf Basis kostengünstiger DLP-Chips erforscht und realisiert, der einfach zu handhaben und modular erweiterbar ist – je nach kundenspezifischem Einsatzzweck. Durch die gleichzeitige Belichtung ganzer Lagen wird der Produktionsvorgang gegenüber herkömmlichen 3D-Druckverfahren deutlich beschleunigt.

Im Protohaus werden in Workshops in interdisziplinären Teams Open-Innovation-Ansätze erprobt und Verwertungsmöglichkeiten ermittelt. Es wird grundlegendes Wissen in Bezug auf 3D-Drucken mit den neuartigen Materialien und dem Prototyping vermittelt. Die dabei auftretenden technischen Herausforderungen werden dabei aus verschiedenen Perspektiven betrachtet und so innovative Lösungsansätze gefunden. Final soll ein Open Source Baukasten erarbeitet werden, der als Grundlage für eine Verwertung der Projektergebnisse dient.

Projektdetails

Koordinator

Prof. Dr.-Ing.Klaus Dilger
Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig - Fakultät 4 - Maschinenbau - Institut für Füge- und Schweißtechnik
Langer Kamp 8, 38106Braunschweig
+49 531 391-95500

Projektvolumen

700.000 € (Förderquote 100%)

Projektdauer

01.06.2016 - 30.11.2019

Projektpartner

Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig - Fakultät 4 - Maschinenbau - Institut für Füge- und SchweißtechnikBraunschweig
Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig - Fakultät 4 - Maschinenbau - Institut für KonstruktionstechnikBraunschweig
Protohaus gGmbHBraunschweig