04 Forschung 3D-gedruckter Füllfederhalter aus Titan von Xuberance, Shanghai. Bild: Xuberance Fertigungsanlagen und nutzt die neuesten Verfahren für Oberflächenbehandlung und Verarbeitung. additive: Wie sieht es im Bereich der orthopädischen Implantate aus? Wang: Bei 3D-gedruckten Implantaten ist aktuell Beijing AK Medical Marktführer in China. Ein wichtiger Meilenstein war die CFDA-Zulassung (China Food and Drug Administration) für das 3D ACT künstliche Hüft- gelenksystem des Unternehmens im August 2015 sowie seit Juli 2016 für ihren Vertebral Cage. 3D ACT steht für eine Kombination verschiedener Technologien aus klinischer Medizin, Computertechnologie, Materialwissenschaften und mechanischem Design, wie EBM-Technologie und hochpräziser 3D-Rekonstruktionstechnologie. Das Unternehmen Hua Tai 3D hat vor kurzem übrigens gemeinsam mit der spinalen Chirurgie des Southern Hospitals und dem Monash University Additive Manufacturing Research Center erfolgreich einen 3D-gedruckten Wirbelkörper mit Bandscheibe implantiert. additive: Die Luft- und Raumfahrtindustrie ist ebenfalls bekannt dafür, schon frühzeitig additive Technologien eingesetzt zu haben. China ist in diesem Bereich sehr aktiv. Welche Rolle spielt hier der 3D-Druck? Wang: Da gibt es eine ganze Reihe großartiger Beispiele. Die China Academy of Space Technology hat inzwischen sehr viel Erfahrung im 3D-Druck, insbesondere im Design für Additive Fertigung (DfAM) gesammelt. Sie entwickelte einen systematischen Ansatz zum Studium von Gitternetzstrukturen von Leichtbaukomponenten für Satelliten, und sie sind in diesem Feld international wettbewerbsfähig. Die Nanjing University of Aeronautics and Astronautics gehört mit ihrer akademischen Forschung zu Simulationsmethoden, Melt Pool Monitoring, Laser-Metallpulver und teilchenoptischen Kopplungsverfahren sowie zum 3D-Druck von Speziallegierungen und Composites zu den führenden Institutionen auf dem Gebiet. Industrieller 3D-Druck in China Zahl der Neugründungen steigt rasant Markteintritt von 3D-Druckunternehmen in China. Quelle: 3D Science Valley (www.51shape.com) Entwicklung und Prognose (in Milliarden US-Dollar). Quelle: 3D Science Valley (www.51shape.com) 90 additive Mai 2018
additive: Welche Anwendungen in China finden Sie noch besonders spannend? Wang: Besonders spannend finde ich die Nano- und Mikro-3D-Druckverfahren von BMF Material Technology, einem Start-up, das Nano- und Mikro-3D-Drucker und Materialien herstellt. Seine Drucker können in der Großserienproduktion eingesetzt werden und sind in der Lage, kleine mechanische und hochkomplizierte Teile herzustellen – von winzigen Federn bis zu Gefäßstützen (stents). Interessant sind auch professionelle Anwendungen in der Designindustrie. Das Design Studio Xuberance in Shanghai beeindruckt mich mit seinen Produkten und Designkunstwerken immer wieder aufs Neue, zuletzt mit einer Serie 3D-gedruckter Füllfederhalter aus Titan. ■ Kubische Gitternetzstruktur eines Strukturbauteils der China Academy of Space Technology. Bild: Xi’an Bright Laser Schraubenschlüssel in der Schwerelosigkeit drucken 3D-Druck für die Raumfahrt ■■■■■■ Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), zeigt wie Astronauten Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten deutlich reduziert werden. Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch selektives Laserschmelzen hergestellt wird. Das Besondere des Verfahrens ist, dass das Auftragen der Pulverschichten unabhängig von der Schwerkraft erfolgt. Dazu wird ein Prozessgas – in diesem Fall Stickstoff – durch die Pulverschichten gesaugt und damit das Pulverbett auch ohne Gravitation stabilisiert. Zusammen mit der Technischen Universität (TU) Clausthal und dem DLR Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik in Braunschweig wurde das Verfahren erfolgreich auf zwei Parabelflugkampagnen getestet. Dabei kamen auch metallische Pulver zum Einsatz, die eine Herausforderung darstellen, weil sie potenziell brennbar und explosiv sind. Die Forscher haben ein Verfahren entwickelt, das das Verarbeiten von metallischem Pulver im Weltall unter einer Schutzgasatmosphäre erlaubt. „Auf unserer letzten Parabelflugkampa- gne haben wir mit einer völlig neuen Technologie erstmals einen Schraubenschlüssel in der Schwerelosigkeit drucken können“, erklärt Prof. Dr. Jens Günster, Projektleiter und Leiter des Fachbereichs Keramische Prozesstechnik und Biowerkstoffe an der BAM. ■ Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung www.bam.de Klein, aber besonders: Die ersten Schraubenschlüssel, die in der Schwerelosigkeit gedruckt wurden. Bild: BAM additive Mai 2018 91
