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Sintern, Drucken, Fräsen in einer Maschine – auch für die Medizintechnik

Fertigung
Sintern, Drucken, Fräsen in einer Maschine – auch für die Medizintechnik

3D-Druck Medizintechnik
Komplex geformte Metallteile lassen sich über die additive Fertigung herstellen. Spezielle Oberflächenstrukturen könnten in der neuen Anlage spanend hergestellt werden
(Bild: mari1408/stock.adobe.com)
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In Kiel soll eine in Deutschland einzigartige Anlage in Betrieb gehen, die drei gängige Fertigungsverfahren inklusive dem 3D-Druck integriert. Projekte aus der Medizintechnik sind den Forschern willkommen.

In der ‚Integrierten Fertigungszelle zum innovativen 3D-Laser-Pulvermetall-Auftragsschmelzen‘, kurz Infer3D, sollen eine Sinteranlage, ein 3D-Laser-Metalldrucker sowie ein 5-Achs-Fräs-Bearbeitungszentrum integriert werden. Geplant ist eine flexibel verkettete, automatisierte Anlage. Für den Aufbau der in ihrer Funktionalität in Deutschland einzigartigen Produktionsforschungsanlage bekommt die Fachhochschule (FH) Kiel vom Bundesforschungsministerium Investitionsmittel in Höhe von rd. 2,3 Mio. Euro.

3D-Druck und mehr in einer Anlage

Die Infer3D eröffnet neue Möglichkeiten des Technologie- und Wissenstransfers. Die Sinteranlage ermöglicht es zum Beispiel, Bauteilen für die Leistungselektronik herzustellen, die unter anderem im Bereich der Elektromobilität verwendet werden. Im 3D-Metalldrucker können Metallbauteile schichtweise aufgebaut, im Fräsbearbeitungszentrum spanend bearbeitet werden.

Die Kombination additiver und spanender Verfahren, erklärt Projektleiter Prof. Alexander Mattes, eröffne zahlreiche Vorteile wie Geometrien, die mit konventionellen Verfahren nicht realisierbar wären, in Kombination mit spanend erzeugten Oberflächenqualitäten. Weiteres Potenzial liege in der Herstellung von Objekten aus mehreren Metallen. „Wir können so genannte Gradienten-Werkstoffe entwickeln“, sagt Mattes, „mit denen wir Bauteile herstellen, die lokal die physikalischen Eigenschaften des einen und in den übrigen Bereichen die Eigenschaften eines anderen Materials besitzen. Die Übergänge sind dabei fließend.“ Leistungselektronikkomponenten für Elektroautos könnten so kompakter werden.

Auch das für die Medizintechnik wichtige Titan lässt sich in der Anlage verarbeiten

Teil der additiven Fertigungsanlage wird ein mit einem Schutzgas gefluteter Bearbeitungsraum sein, so dass auch Metalle wie Titan verarbeitet werden können, die eine sehr hohe Reaktivität mit der Umgebungsluft haben.

Der Bau der Fertigungszelle wird einige Monate in Anspruch nehmen. Die Forschungsgruppe ist transdisziplinär und plant Kooperationen mit Wissenschafts- und Forschungseinrichtungen wie der Technischen Fakultät der Universität zu Kiel, dem Universitätsklinikum Schleswig-Holstein und der Fachhochschule Aachen. Forschungs- und Entwicklungsprojekte mit Unternehmen aus verschiedenen Bereichen werden angestrebt, darunter auch Projekte aus der Medizintechnik.

Prof. Mattes an der FH Kiel


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