Forscher bauen kleinsten 3D-Drucker der Welt

Künstlerische Darstellung des neuen 3D-Drucks per Chip (Illustration: Sampson Wilcox, mit.edu)

Den mit Abstand kleinsten 3D-Drucker der Welt haben Forscher des Massachusetts Institute if Technology (MIT) und der University of Texas entwickelt. Er ist nur wenige Millimeter gross und hat keine mechanisch beweglichen Teile. Er besteht aus einem Halbleiter-Chip, der Photonen emittiert. Diese treffen auf ein Harz, das an der beleuchteten Stelle aushärtet. Der Strahl wird mittels winziger optischer Verteiler in verschiedene Richtungen gelenkt, entsprechend der Form des Bauteils, das entstehen soll.

Bio-Aerogel: Luftige Cellulose aus dem 3D-Drucker

Komplexität und Leichtigkeit: Empa-Forschende haben ein 3D-Druckverfahren für biologisch abbaubares Cellulose-Aerogel entwickelt (Bild: Empa)

Ultraleicht, wärmeisolierend und biologisch abbaubar: Aerogel aus Cellulose ist vielseitig einsetzbar. Forschenden der Empa (Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt) ist es gelungen, das Naturmaterial mittels 3D-Druck in komplexe Formen zu bringen, die einst als Präzisionsisolation in Mikroelektronik oder als personalisierte medizinische Implantate dienen könnten.

Erstes hochauflösendes Gehirn aus dem 3D-Drucker entwickelt

3D-gedrucktes Gehirn-Phantom (Bild: MedUni Wien)

In einem gemeinsamen Projekt der TU Wien und der Meduni Wien wurde das weltweit erste 3D-gedruckte "Gehirn-Phantom" entwickelt, das dem Aufbau von Gehirnfasern nachempfunden ist und mit einer speziellen Variante von Magnetresonanztomografie (dMRT) bildlich dargestellt werden kann. Wie ein wissenschaftliches Team unter Leitung der TU Wien und der Meduni Wien nun im Rahmen einer Studie gezeigt hat, kann mit Hilfe dieser Gehirnmodelle die Erforschung von neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer, Parkinson und Multiple Sklerose vorangetrieben werden.

Neue Haut während der OP mit Biotinte drucken

Befüllen des 3D-Hautdruckers mit der revolutionären Biotinte (Foto: Michelle Bixby, psu.edu)

Forscher der Pennsylvania State University haben einen Drucker entwickelt, der während einer OP neue Haut erzeugt, und zwar direkt auf den zu reparierenden Körperteilen, etwa dem Gesicht, der Brust oder am Kopf. Selbst Haarfollikel werden dabei produziert, sodass Haut, die auf dem Kopf gedruckt wird, wieder Haare spriessen lässt, heisst es.

MIT stellt Elektromagnete per 3D-Drucker her

Vollwertiger 3D-gedruckter Elektromagnet auf einer Viertel-Dollar-Münze (Foto: mit.edu)

Eine neue 3D-Drucktechnik von Forschern des Massachusetts Institute of Technology (MIT) stellt in abgelegenen Regionen und sogar im Weltraum Elektromagnete her. Luis Fernando Velásquez-García und sein Team ersetzen damit aufwendige, umweltschädliche und teure Pulvermetallurgie-Verfahren. Elektromagnete besitzen einen metallischen Kern, der magnetisierbar ist, um den herum eine Spule gewickelt wird. Fliesst elektrischer Strom hindurch, entwickeln sich starke Magnetkräfte. Elektromagnete sind die Herzstücke vieler technischer Geräte, unter anderem in bildgebenden Verfahren in der Medizin.

Forscher drucken massgeschneiderte Knorpel

Logo der Technischen Universität Wien aus Knorpelzellkügelchen (Foto: tuwien.at)

Forscher der Technischen Universität Wien haben mithilfe eines Präzisions-3D-Druckverfahrens winzige, poröse Kügelchen aus biologisch verträglichem und abbaubarem Kunststoff erzeugt, in denen sie Knorpelzellen ansiedeln. Diese Kügelchen mit einem Durchmesser von nur einem Drittel Millimeter lassen sich in beliebiger Geometrie anordnen - angepasst an das Gelenk, das geheilt werden soll. Es entsteht ein lückenloses lebendes Gewebe, heisst es aus der österreichischen Hauptstadt.

Wandverkleidungen per 3D-Druck herstellen

Gedruckte Elemente für die Architektur: Sie kommen nun aus dem 3D-Drucker (Foto: chalmers.se)

Raumteiler, Jalousien, Akustikelemente zur Schalldämpfung und Wandverkleidungen im Trockenbau lassen sich künftig energiesparend aus nachwachsenden Rohstoffen und zwar per 3D-Druck herstellen. Malgorzata Zboinska von der Technischen Universität Chalmers hat mit ihrem Team das 3D-Druckverfahren und die zugehörige Tinte entwickelt, aus der die Elemente entstehen. Konkret wurden Nanozellulosefasern aus Abfällen von Sägewerken und Papierfabriken, Wasser und das algenbasierte Material Alginat für die Tinte vermischt.

Akustik-Check verhindert schlechten 3D-Druck

Prinzipskizze der akustischen Überwachung beim 3D-Druck (Illustration: epfl.ch)

Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) verbessern die Qualität von Bauteilen aus dem 3D-Drucker per Akustik-Check. Denn Fehler beim Drucken verraten sich durch charakteristische Geräusche. Sobald die Überwachungs-Software einen solchen Fehlversuch entdeckt, wird der Prozess gestoppt und geprüft, ob sich das Missgeschick der Maschine beheben lässt. Wenn nicht, wandert das halbfertige Bauteil in den Ausschuss.

Brücken schlagen Alarm, wenn Risse auftreten

3D-gedruckte Modelle aus leitfähigem Beton (Foto: Jonathan Tran, rmit.edu.au)

Ein neuartiger Beton von Forschern der RMIT University und der University of Melbourne leitet Strom und macht daher die Integration von Sensoren möglich, die beginnenden Verschleiss rechtzeitig melden. Die besten Ergebnisse haben die Forscher erzielt, als sie 0,015 Prozent des Zements durch Gaphenoxid ersetzten.

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