3D-Druck

Tröpfchen für Tröpfchen zum Silicon-Bauteil

26. Oktober 2020, 06:30 Uhr   |  Dr. Florian Liesener, Dr. Vera Seitz (Wacker)

Tröpfchen für Tröpfchen zum Silicon-Bauteil
© Wacker

3D-Siliconmodell einer menschlichen Aortenklappe

Unter dem Namen Aceo fertigt Wacker Formteile in einem 3D-Druckverfahren

Siliconelastomere sind in der Medizintechnik fest etabliert. Sie enthalten keine Stabilisatoren und zeichnen sich durch eine sehr gute chemische und physikalische Beständigkeit aus. Sie altern nicht, verkraften mechanische Dauerbelastungen, sind physiologisch unbedenklich und können sterilisiert werden. Sollen Siliconelastomer-Formteile in großen Stückzahlen kostengünstig und in gleichbleibend hoher Qualität hergestellt werden, hat sich der Spritzguss als Verfahren der Wahl etabliert. Gerade in der Medizintechnik müssen jedoch bestimmte Formteile – etwa Epithesen – patientenindividuell gefertigt werden. 

Bis vor kurzem gelang dies nur in Handarbeit; erst vor wenigen Jahren wurde es möglich, Formteile aus echten Siliconelastomeren im 3D-Druck zu fertigen. Den Durchbruch brachte eine Technologie von der Wacker Chemie AG, München: der 3D-Druck mit Siliconkautschuken. Der Markenname dieser Dienstleistung ist Aceo. Zum 3D-Druck verwendet das Unternehmen Flüssigsiliconkautschuke, die auf seinem Elastosil-Produktportfolio basieren, sodass die gedruckten Formteile chemisch den spritzgegossenen Artikeln entsprechen. Sowohl die Produktionsdrucker als auch die Software und sämtliche Druckmaterialien sind Eigenentwicklungen des Münchner Chemiekonzerns.

Drop-on-Demand-Technologie

Im Unterschied zu anderen Dienstleistern, die den 3D-Druck mit Siliconmaterialien anbieten, nutzt das Wacker-Verfahren zur Dosierung des Silicons eine Drop-on-Demand-Technologie. Im Druckkopf befinden sich spezielle Jetting-Düsen, aus denen einzelne Tröpfchen des Siliconkautschuks ortsselektiv auf eine Bauplattform geschossen werden. Andere Stellen der Fläche bleiben frei. Jedes Tröpfchen wird zu einem Volumenelement – einem Voxel – des Formkörpers.

Die aufgebrachten Tröpfchen verlaufen kontrolliert zu einer 0,3 bis 0,4 Millimeter dicken Schicht. Eine kurze Bestrahlung mit ultraviolettem Licht initiiert die Vernetzung der Schicht – aus dem Siliconkautschuk wird ein Siliconelastomer. Auf die Elastomerschicht werden die Tröpfchen der nächsten Schicht abgelegt, sodass Schicht für Schicht ein physisches Abbild der 3D-Konstruktionsdaten entsteht. Über die Software hat Aceo zusätzlich noch eine Inline-Prozesskontrolle realisiert, welche die Druckanweisung bei Abweichungen von der vorgegebenen Geometrie automatisch anpasst. Auf diese Weise erreicht Wacker eine hohe Präzision seines Druckprozesses.

Anmerkung

Dies ist ein Auszug des gleichnamigen Fachartikels aus der medical design 5/2020 (S. 26 – 28). Diesen sowie die gesamte Ausgabe stellen wir Ihnen als kostenfreies ePaper zur Verfügung.

Hier geht’s direkt zur digitalen Ausgabe.
 

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