Druckwelle – ingenieur.de-Podcast zur Additiven Fertigung

Druckwelle – ingenieur.de-Podcast zur Additiven Fertigung

Folge 59 - Gedruckte Pillen

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In der deutschen Pharmazie werden Medikamente stets designt anhand von Musterpatienten. Die sind meist männlich, rund 40 Jahre alt und europäisch. Aber was ist mit Frauen, Seniorinnen und Senioren? Oder gar Kindern? Ein schwieriges Thema…
In der Onkologie (Krebstherapie) wird mittlerweile die „personalisierte Medizin“ in Ansätzen praktiziert. Ansonsten: leider kaum. Dabei gibt es Studien, die klar belegen, dass Standardmedikamente nur für rund 10% der PatientInnen hilfreich sind.
Gefragt sind also maßgeschneiderte Pillen. Ein Team aus der TH Köln arbeitet genau daran. In Kooperation mit der Universität Düsseldorf, der Merck KGaA und weiteren Partnern, haben die Wissenschaftler einen Drucker und ein spezielles, polymer-basiertes Filament entwickelt. Die Technologie verspricht jedem Patienten eine optimale Dosierung. Wie das geht, was das kostet? An wen PatientInnen sich künftig wenden sollen? Und welche Aufgabe bleibt dann noch den Apotheken?
Dieser Podcast gibt die entsprechenden Antworten. Formuliert werden sie vom Projektmanager Tilmann Spitz und dem Teamleiter Technik, Fabian Loose.

Folge 58 - Kunststoffdruck ohne viele Stützstrukturen

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Die Gründer des Darmstädter Start-ups FlipoQ behaupten, zwei klassische Probleme des Schmelzschichtdruckens (FFF, Fused Filament Fabrication) gelöst zu haben. Sie benötigen angeblich weniger Stützstrukturen und haben keine Probleme mit der Anhaftung des Bauteils an der Bauplattform. Wie sie das machen? Mit einem Netz, das aussieht wie die Bespannung eines Tennis-Schlägers. Und diesen Tennis-Schläger können sie um 180° drehen – oder um jeden anderen Winkel. Details verraten in dieser Folge die Mitgründer Linda Phetsananh und Jens Butzke von der Hochschule Darmstadt.

Folge 57 - Kunststoffteile vom laufenden Band

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Das FFF-Verfahren (Fused Filament Fabrication) erfreut sich sowohl im privaten als auch im industriellen Umfeld großer Beliebtheit. Doch es hat Defizite: Das Drucken ist zeit- und personalintensiv: Der schichtweise Aufbau ist von Natur aus langwierig. Und nach Abschluss des Prozesses müssen die Bauteile aus dem Bauraum entnommen und in aller Regel händisch nachbearbeitet werden. Eine wirtschaftliche Serienfertigung ist so nur schwer realisierbar.
Abhilfe schaffen will die iFactory3D GmbH, ein Start-up aus Düsseldorf. Die Rheinländer besinnen sich dabei auf eine ganz alte Idee: das Fließband. Sie versprechen eine weitgehend mann-/fraulose Produktion. Obendrein behaupten sie, auf Stützstrukturen vielfach verzichten zu können. Doch damit nicht genug: Die Stückkosten der entstehenden Bauteile seien auch noch niedriger, als bei klassischen FFF-Druckern. Technologie und Kostenberechnung erläutern in dieser Folge der CEO des Unternehmens, Artur Steffen, sowie der Student Nagjah Issa, der die Wirtschaftlichkeit von Fließbanddruckern in seiner Bachelor-Arbeit untersucht hat.

Folge 56 - Faserverbundteile aus natürlichen Materialien

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Faserverbundmaterialien können (in Abhängigkeit von Faser und Matrixmaterial) so fest und steif sein wie Titan, aber leichter als Aluminium. Sie sind immun gegen Frost, UV-Strahlen und Korrosion. Deshalb kommen sie im Maschinenbau, in der Luft- und Raumfahrt sowie im Sport- und Freizeitbereich immer öfter zum Einsatz. Ihr Problem: Das Recycling ist teuer, aufwendig und energieintensiv. Abhilfe schaffen wollen die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF). Die dort tätigen Forschenden betten Endlos-Cellulosefasern in eine biobasierte Matrix ein – mit Hilfe des 3D-Drucks. Details zum Verfahren erläutert in dieser Folge Projektleiter Sathis Kumar Selvarayan.

Folge 55 - Sächsische Forschungsinitiative druckt Wertstoffe aus Reststoffen

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In Industrie und Landwirtschaft fallen täglich Tonnen von Produktionsrückständen an. Das sind beispielsweise Spreustroh, Erodierschlämme, Papierstsäube, Holzmehl, Obstkerne, Muschelkalk oder auch Shrimps-Schalen. Bisher werden sie häufig deponiert, kompostiert oder „energetisch verwertet“, also verbrannt. Das will eine Kooperation sächsischer Hochschulen ändern. Die beteiligten WissenschaftlerInnen wollen die Reststoffe einsammeln, aufbereiten und mit verschiedenen 3D-Druck-Verfahren zu neuen Produkten umwandeln – im Sinne der Nachhaltigkeit. Details dazu erklärt in dieser Folge Henning Zeidler, Professor für additive Fertigung an der TU Bergakademie Freiberg.

Folge 54 - 3D-Drucker, die unter den Weihnachtsbaum passen

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Für Privatleute eignen sich drei verschiedene Druckverfahren: Das Schmelzschichten (Fused Filamant Fabrication, FFF), die Stereolithografie (SLA) und – mit Einschränkungen – das selektive Lasersintern (SLS). Doch was ist für wen sinnvoll? Wo liegen die Vor- und Nachteile? Und was kostet der Spaß? Antworten gibt in dieser Folge Christian Pfarr. Er ist Anwendungsingenieur bei der Igo3D GmbH, einem der größten 3D-Druck-Reseller in Europa. Außerdem ist er ein erfahrener Maker.

Folge 53 - Metall und Kunststoff in einer Aufspannung auf- und abtragen

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Ganz großes Kino: Die Maschine kommt daher in der Form eines aufgeschnittenen Icosaeders, sieht also aus wie ein unvollendeter, unrunder Fußball aus Dreiecken. Ins Innere ragen fünf Kugelgewindetriebe. Sie führen mit faszinierender Leichtigkeit einen gewichtigen Bearbeitungskopf. Das Zuschauen ist fast hypnotisch…
Der Bearbeitungskopf kann verschiedene Systeme und Werkzeuge aufnehmen: eine Pulverauftragsdüse mit Diodenlasern, eine Drahtzuführung mit Lichtbogengenerator, einen Polymer-Granulat-Extruder sowie unzählige Fräser und Bohrer. Es lassen sich also sowohl Kunststoffe als auch Metalle auftragen und in einer Aufspannung final in Form bringen. Entwickelt wurde die „eierlegende Wollmilchsau“ vom 15-köpfigen Team der Metrom GmbH aus Hartmannsdorf bei Chemnitz. Details erklärt in dieser Folge der Cheftechniker im Unternehmen: Marcus Witt.

Folge 52- Drucken von schäumenden Kunststoffen

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Kunststoffschäume eignen sich hervorragend für Leichtbaukonstruktionen, für Verpackungen, für Möbel oder als Isolierung.
Sie zu drucken, war bisher schwierig. Etwaige Versuche mündeten wegen der Materialeigenschaften regelmäßig in schaumigen Sauereien.
Ändern kann das eine verblüffend einfache aber sehr effektive Verschlussdüse vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart.
Wie sie funktioniert, erklärt in dieser Folge ein maßgeblichen Mitentwickler: Jonas Fischer.

Folge 51 - Feinste Details in kürzester Zeit

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Beim 3D-Druck gibt es generell eine Krux: Wer große Bauteile schnell in den Händen halten will, muss grobe Strukturen und Oberflächen akzeptieren. Wer hingegen feine Details wünscht, sollte viel Zeit mitbringen.
Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ändern das nun. Ihren Ansatz nennen sie „Light-Sheet 3D Printing“. Er basiert auf einem speziellen Harz, dass nur dort aushärtet, wo sich zwei Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen kreuzen.
Das Druck-Prozedere: Zuerst wird mit blauem Licht das Schichtbild von unten in den Kunststoff projiziert. Dadurch wird das Material entlang des Strahlenkanals selektiv aktiviert. Dann strahlt ein roter Laser von der Seite eine Art „Lichtblatt“ in den Bauraum und härtet die Ebene aus.
Dieser Ablauf wiederholt sich tausendfach – in der Dauer eines Wimpernschlags. Entsprechend schnell sind die ultrafein aufgelösten Bauteile fertig.
Details zum Verfahren und etwaigen Anwendungsgebieten erklärt in dieser Folge einer der maßgeblichen Mitentwickler: Postdoktorand Vincent Hahn.

Folge 50 - Bewegte Historie, innovative Technologie, spannendes Job-Angebot

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Das Unternehmen innovatiq aus Feldkirchen bei München hat einiges im Köcher: Es zählt zu den 3D-Druck-Pionieren in Deutschland, bringt mit einer innovativen Maschinenarchitektur u.a. Silikone in fast jede Form, ist heute Teil der Arburg-Gruppe und sucht für anstehende Geschäftsfelderweiterungen Menschen, die sich für die additive Fertigung begeistern – Quereinsteiger inklusive. Details zu allen Punkten erläutert in dieser Folge Geschäftsführer Florian Bautz.

Über diesen Podcast

Ohne dritte Dimension ist alles flach. Additive Fertigung ist der Trend in der Produktion und Industrie. Bei Druckwelle holen wir führende Köpfe der Additiven Fertigung vors Mikrofon, die Ihnen 3D-Druck plastisch erklären. Die Experten erläutern neue Drucktechnologien und Materialien. Sie bewerten Entwicklungen und geben Praxis-Tipps.

VDI-nachrichten-Redakteur Stefan Asche beschäftigt sich seit Jahren mit der Trend-Technologie. Als Ihr Host präsentiert er immer donnerstags, alle 14 Tage, eine neue Folge Druckwelle.

von und mit ingenieur.de in Kooperation mit VDI nachrichten

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