Gedruckte Teile aus Silikon

Impossible Products, also Produkte, die bislang nicht herstellbar waren, lassen sich jetzt mit einem neuen, industrietauglichen 3D-Drucker aus Silikon fertigen. Den Drucker Aceo Imagine Series K stellt der Münchner Chemiekonzern Wacker auf der Messe K in Düsseldorf vor und beschreibt ihn als „Meilenstein in der additiven Fertigung“. Nach Angaben der Münchner druckt das Gerät deutlich schneller als die bisherigen Prototypen und ist kompakter gebaut.

„Der Drucker basiert auf einem von Wacker entwickelten Drop-on-Demand-Verfahren“, sagt Bernd Pachaly, Leiter der Silikonforschung und verantwortlich für das Aceo-Team. Auf einer Unterlage deponiert der Druckerkopf winzige Silikontröpfchen. Schicht für Schicht entsteht auf diese Weise das Werkstück.

Das Silikon ist so formuliert, dass die Tröpfchen zusammenfließen, bevor der Vernetzungsprozess aktiviert wird, was mittels ultravioletten Lichts geschieht. So entsteht ein homogenes Werkstück, das sich von spritzgegossenen Teilen kaum unterscheidet. Unter Einsatz wasserlöslicher Stützmaterialien lassen sich auch Überhänge und innenliegende Gitterstrukturen erzeugen.

„Die wichtigsten Abnehmerbranchen für den 3D-Druck sind derzeit die Automobil-, Luft- und Raumfahrtindustrie“, sagt Pachaly, der mit seinem Team 2014 mit der Entwicklung der Systemlösung für den 3D-Druck mit Silikonen begonnen hatte. Am schnellsten wachse die additive Fertigung derzeit aber bei medizinischen Anwendungen. Biomodellierung und individualisierte, kundenspezifische Geometrien sind laut Pachaly besonders aussichtsreich. „Gerade für solche Anwendungen können Silikone ihre vorteilhaften Eigenschaften zeigen“, betont der Forschungsleiter. „Sie sind hitzebeständig, kälteflexibel, transparent und biokompatibel. Außerdem lassen sie sich beliebig einfärben und dämpfen gut.“

Mit dem Drucker Aceo Imagine Series K lassen sich Prototypen und Kleinserien laut Hersteller schnell und effizient fertigen, so dass das Verfahren den Produktdesignern „faszinierende Möglichkeiten“ biete. Aktuell läuft zum Beispiel ein Biomodeling-Projekt mit der Uni Erlangen: Aus Daten von Computertomographen oder Kernspin-Aufnahmen werden einzelne Organe, wie Blutgefäße, extrahiert und ausgedruckt. Damit kann der Chirurg sehen, was und wie er operieren muss. Die ausgedruckten Teile sind weich, ähneln Gewebe und können geschnitten werden, was für die Lehre von Vorteil ist. Anfragen aus dem Bereich Prothesen, Epithesen und Orthesen liegen ebenfalls vor.

Seine Dienstleistungen rund um den 3D-Druck mit Silikon bietet Wacker seit August 2016 unter der Bezeichnung Aceo an. In einem Webshop können Anwender ihre eigenen Designs hochladen und 3D-gedruckte Silikonformteile bestellen. Diese werden in der Aceo-Print-Fab produziert und in alle Welt versandt. Das interdisziplinär besetzte Team wird darüber hinaus Beratungs- und Entwicklungsdienstleistungen für Design und Fertigung von Silikonformteilen oder -baugruppen anbieten.

Die Kapazitäten sind derzeit noch auf kleinere Designs und Kleinstserien beschränkt. Fortschritte hinsichtlich der Designgröße und der Druckgeschwindigkeit werden nach Auskunft von Wacker aber nicht mehr lange auf sich warten lassen – dass innerhalb von nur zwei Jahren eine komplett neue 3D-Drucktechnologie entwickelt und in einen industrietauglichen Prozess überführt wurde, zeige, wie schnell das Unternehmen die Entwicklung vorantreibe.

In der Nähe des Wacker-Stammwerks im oberbayerischen Burghausen entsteht derzeit auch ein Technologiezentrum, derAceo-Campus. Hier werden Kunden in einem Open Print Lab künftig eigene Produktideen testen können. (op) ■

Auf der Messe K wird ein 3D-Drucker in Aktion zu sehen sein: Halle 6, Stand A10