3D-Druck per CT-basierten Daten

Görlitz, 7. Juli 2019. Computer-Tomografie (CT), wie sie beispielsweise auch in den Görlitzer Klinika eingesetzt wird, ist nicht nur für die Medizin eine entscheidende Schlüsseltechnologie. Zunehmend kommt sie auch in der 3D-Druck-Branche zum Einsatz. Objekte, welche mittels CT gescannt werden, können anhand des entstehenden Datenmaterials sofort gedruckt werden. Das ermöglicht zahlreiche neue Einsatzgebiete abseits der traditionellen 3D-Druckverfahren.
Abbildung oben: Bislang wurden vor allem Menschen aus medizinischen Gründen in die Röhre eines Computer-Tomografen geschoben. Inzwischen ist das aber auch für technische Objekte interessant, um Daten für den 3D-Druck zu gewinnen

3D-Druck revolutioniert bestimmte Fertigungsbereiche

3D-Druck setzt sich in mehr und mehr Bereichen durch. Während lange Zeit vornehmlich die additiven Fertigungsmethoden für Prototypen- und Kleinserienfertigung zur Anwendung kamen, lassen neue Entwicklungen wie etwa das CT-Scannen auch andere Anwendungsbereiche zu. Insbesondere ist hier die Erstellung von Ersatzteilen zu erwähnen. Gerade bei älteren Maschinen, Oldtimern oder komplexen Bauteilen ist das Verfahen ideal und auch der Spezialmaschinenbau kann stark von der neuen Technologie profitieren. Durch die Kombination von präzisen CT-Daten und dem 3D-Druckverfahren ist es heute tatsächlich möglich, exakte Duplikate von Objekten herzustellen, wie man es noch vor einigen Jahren nur aus Science-Fiction Geschichten kannte.

Ersatzteilfertigung auf neuem Level

Die additive Fertigung von Ersatzteilen nimmt wesentlich weniger Zeit in Anspruch als traditionelle Fertigungsverfahren. Um eine Kopie eines bestehenden, defekten Ersatzteils zu fertigen, muss dieses lediglich in einem ersten Schritt digitalisiert werden. Anschließend kann das Objekt sofort mittels eines 3D-Druckers erstellt werden. Dabei sind je nach Druckermodell und Einsatzzweck des Ersatzteils unterschiedlichste Materialien einsetzbar.

Neben Ersatzteilen für Maschinen und Objekte lassen sich mit dieser Technik auch passgenaue "Ersatzteile" für Menschen herstellen. Wenn künstliche Knie- oder Hüftgelenke zukünftig anhand von CT-basierten Bildern erstellt werden, ist eine individuelle, auf den Patienten abgestimmte passgenaue Prothese einfacher umsetzbar als es mit bisherigen Methoden möglich war.

Präzise Vermessung und Digitalisierung

Um eine möglichst genaue Kopie des Ersatzteils anzufertigen, ist ein präziser Scan-Vorgang unumgänglich. Hierbei gibt es verschiedene Varianten des 3D-Scannens. Besteht das Ursprungsobjekt aus besonders komplexen Formen, stoßen herkömmliche Scan-Methoden an ihre Grenzen. In solchen Fällen bietet sich das Scannen per CT an. Bei einem CT-Scan können enorm viele Daten innerhalb nur weniger Sekunden erzeugt werden. Der aufwendige Prozess der Digitalisierung von Rohdaten wird dabei von einer Software übernommen, die erzeugten Daten können direkt an einen 3D-Drucker übertragen werden. Somit lässt sich innerhalb kurzer Zeit eine nahezu identische Kopie eines beliebigen Objekts erstellt werden. Ein Anbieter, der sich auf dieses Verfahren spezialisiert hat, ist das Unternehmen Protiq.

Viel Potenzial nach Oben

Wie sich die Entwicklung zukünftig fortsetzen wird, lässt sich nicht genau abschätzen. Die Verfahren und Einsatzgebiete des 3D-Drucks werden sich jedoch mit Sicherheit weiter verbessern bzw. erweitern. Allein, wenn man sich die letzten 20 Jahre anschaut, ist das 3D-Druckverfahren in rasanter Geschwindigkeit bis in die privaten Haushalte eingezogen. Im Jahr 1972 erschien der Zeichentrickfilm Tim und der Haifischsee, in dem eine 3D-Dupliziermaschine vorgestellt wird. Mit kompakten 3D-Druckern für den Hausgebrauch ist das heute bereits im Rahmen des Möglichen. Das Problem in der Comicgeschichte war, dass das Material nur eine bestimmte Zeit haltbar war und sich das kopierte Objekt nach einiger Zeit einfach auflöste. Die wohl größten Herausforderungen der Zukunft des 3D-Drucks liegen wohl auch eher in der Forschung an neuen Materialien bzw. Druckrohstoffen und nicht mehr in der Generierung von präzisem Datenmaterial.