Ziel der Entwicklung
Das Ziel dieses Vorhabens bestand in der Erstellung technischer oder patientenspezifischer Modelle, welche spezielle elastische und bei medizinischen Anwendungen bioverträgliche Eigenschaften aufweisen. Grundlage hierfür bilden additive Verfahren, bevorzugt das Maskenphotolithographie- (MPL) Verfahren. Zur Erreichung der Zielstellung stehen die Entwicklung neuartiger Materialien und deren Anpassung an die Technologie im Vordergrund. Auf Grund des gewählten additiven Verfahrens müssen die zu entwickelnden flüssigen Materialien lichtempfindliche Eigenschaften besitzen, d.h. sie müssen durch gezielt eingebrachte Lichtenergie ausgehärtet / polymerisiert werden können.
Vorteile und Lösungen
Im Rahmen dieses Projekts wurde ein flüssiges Material entwickelt, welches unter Zuhilfenahme des MPL-Verfahrens verarbeitet werden kann und elastische sowie unter bestimmten Bedingungen sich nichttoxisch verhaltende Bauteile liefert. Die Aushärtung des entwickelten Materials ist sowohl im sichtbaren Licht als auch in UV-Licht möglich.
Die Herstellung von Musterteilen diverser Anwendungen mit einfachen bis hochkomplexen Geometrien und mit elastischen Eigenschaften konnte erfolgreich nachgewiesen werden.
Durch die Entwicklung und den Einsatz des Materials konnte sowohl eine wesentliche Zeit- als auch eine Kosteneinsparung zur Herstellung von technischen bzw. patientenspezifischen Modellen mit elastischen Eigenschaften im Vergleich zu konventionellen Verfahren erzielt werden.
Mit dem entwickelten Material ist die vorhandene Materialpalette für das MPL-Verfahren entscheidend erweitert worden. Darüber hinaus könnte das entwickelte Material durch eine Anpassung auf andere additive Verfahren, die photopolimerisierende Materialien verwenden, z. B. die Stereolithographie, übertragen werden.
Zielgruppe und Zielmarkt
Durch die Ergebnisse des Projektes bestehen folgende Vorteile:
- Es existiert ein neuentwickeltes lichtaushärtendes und kostengünstiges Material für generative Fertigungsverfahren, insbesondere für die Maskenphotolithographie und ggf. für die Stereolithografie
- Damit ist die direkte Herstellung von elastischen Bauteilen möglich (für technische und medizinische Anwendungen)
- Durch die Technologie verringert sich die Anzahl der Arbeitsschritte und verkürzen sich die Fertigungszeit und die Fertigungskosten
- Individuelle, patientenspezifische Anforderungen können schnell befriedigt werden
- Der Fertigungsprozess erweist sich als stabil und reproduzierbar
Es wird eingeschätzt, dass sich in den nächsten 5 Jahren die additive Fertigungstechnologie zu einem stark verbreiteten Herstellungsverfahren von Einzelteilen bis zu Kleinserien entwickeln wird.
Aus diesem Grunde ist eine beträchtliche Erweiterung des Marktes zu erwarten. Hierin finden die erzielten Forschungsergebnisse Eingang und sollen im angegebenen Anwendungsbereich genutzt werden.