3D-Drucker stellt Gewebe und Knochen her

Operateure: Während der OP wird künftig Knochenersatz gedruckt (Foto: pixabay.com)

Ein Team der Pennsylvania State University entwickelt den biokompatiblen 3D-Druck mit einer neuartigen Printing-Technik weiter. Ihre "Druckertinte" besteht aus sogenannten Sphäroiden, also nicht aus einzelnen Zellen, sondern aus ganzen Clustern. Diese lassen sich im Labor züchten. Deren Einsatz verbessert die Präzision und Skalierbarkeit der Gewebeproduktion und beschleunigt sie um das Zehnfache, verglichen mit bisher eingesetzten Techniken, heisst es.

3D-Druck: Energieverschwendung eliminiert

Extrem vergößerte strukturierte Metallpartikel (Foto: Brendan Thompson, llnl.gov)

Forscher des Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) an der Stanford University und der University of Pennsylvania rauen mit einem nasschemischen Ätzverfahren zwecks Energieeinsparung beim 3D-Druck die Oberfläche der feinen Pulver auf. Es entstehen Rillen und andere Unregelmässigkeiten in Nanometerbereich, die das Absorptionsvermögen der Partikel für das verwendete Laserlicht um 70 Prozent verbessern.

3D-Druck: Mehrere Farben in einem Arbeitsgang

Gedruckte Eulen in mehreren Farben (Foto: MIT)

Mit einer neuen Drucktechnik gelingt es Forschern des Massachusetts Institute of Technology (MIT) und der Technischen Universität Delft, in einem Durchgang Objekte herzustellen, die verschiedene Farben, Schattierungen und Texturen haben, also unterschiedlich gestaltete Oberflächen. Sie nennen das Verfahren "speed-modulated ironing" (geschwindigkeitsmoduliertes Bügeln), weil es ans Bügeln von Wäschestücken erinnert.

Astronauten drucken Ersatzteile jetzt im All

Metallisches Ersatzteil: Dieses wurde erstmals direkt auf der ISS gedruckt (Foto: esa.int)

Statt metallische Ersatzteile für den Betrieb der Internationalen Raumstation (ISS) mit Raumfahrzeugen ins All zu fliegen, genügt es künftig, Metallpulver zu transportieren. Die Astronauten an Bord der Station produzieren daraus mit einem speziell für diesen Zweck entwickelten 3D-Drucker die benötigten Bauteile. Das spart vor allem Zeit, zumal die Fahrzeuge, die an die Station andocken können, störanfällig sind, sodass die Flugtermine nicht allzu gut vorhergesagt werden können.

Venen für Bypässe per 3D-Drucker hergestellt

Künstliche Venen aus dem Drucker: Diese sind hochflexibel (Foto: Norbert Radasci, eng.ed.ac.uk)

Spezialisten der University of Edinburgh produzieren per 3D-Druck künstliche Venen, die sich präzise an den benötigten Durchmesser anpassen lassen. Basismaterial ist ein Hydrogel der vor allem Wasser enthält. Daraus stellt ein spezieller Drucker röhrenförmige Produkte her, die mit dem menschlichen Körper kompatibel sind, also keine Immunreaktion auslösen, die das Implantat abstösst.

3D-Druck: Neues Verfahren basiert auf Wasser

3D-ICE setzt auf personalisierte Herstellung (Foto: engineering.cmu.edu)

Forscher der Carnegie Mellon University bringen derzeit das sogenannte "3D Ice Printing" (3D-ICE) auf einen neuen Level. Dabei wird ein sogenannter Drop-on-Demand Ansatz für den 3D-Druck dahingehend verändert, dass Wasser die Druckertinte ersetzt. Die piezoelektrische Tintenstrahldüse setzt somit winzige Wassertropfen auf einer Bauplattform frei, die unter dem Gefrierpunkt gehalten wird. Details sind in den "Proceedings of the National Academy of Sciences" nachzulesen.

3D-Druck mit unterschiedlichen Materialien

Neuer Multi-Materialien-3D-Drucker bei der Arbeit (Foto: Sam O'Keefe, missouri.edu)

Mit einem einzigen 3D-Drucker hat Jian "Javen" Lin zusammen mit seiner Doktorandin Bujingda Zheng von der University of Missouri Objekte aus unterschiedlichen Materialien hergestellt - wie Leiterplatten aus Kunststoff und Kupfer, eingebettete Sensoren und sogar Textilien mit integrierter Elektronik. "Freeform Multi-Material Assembly Process" nennen die Forscher ihr Verfahren. "Es wird weitreichende Auswirkungen auf tragbare Sensoren, anpassbare Roboter, medizinische Geräte und mehr haben", sagt Lin.

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.

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