Kein Herz aus Stein: Keramische Herzpumpe dank innovativem 3D-Druckverfahren

01.06.2012: Eine an der TU Wien in Zusammenarbeit mit der MU Wien entwickelte Herzpumpe mit überragenden Materialeigenschaften wird dank eines 3D-Druckverfahrens Realität. Erstmals ermöglicht dieses Verfahren die Verarbeitung keramischer Werkstoffe in einer auch als Rapid Prototyping bezeichneten Methode. Das Verfahren, das zahlreiche weitere Anwendungen in der Elektrotechnik- und Maschinenbaubranche finden wird, wurde von den Gründern des Wiener Unternehmens Lithoz entwickelt. Das Unternehmen ist ein Spin-Off der Technischen Universität Wien, das mit Unterstützung des INiTS Universitäres Gründerservice diese kommerziell wertvolle Entwicklung marktreif macht.

Das Herz ist ein biomechanisches Meisterwerk - das leider auch mal versagt. Dann können mechanische Herzpumpen helfen. Unter hoher Belastung funktionieren sie präzise und tadellos. Doch mit zunehmender Miniaturisierung stoßen bisher verwendete Materialien und Fertigungstechniken an ihre Grenzen. Nun bieten keramische Materialien neue Möglichkeiten - aber die konstruktionsbedingte Komplexität der Herzpumpen lässt bestehende Fertigungstechniken an den Anforderungen an Präzision und Widerstandskraft scheitern.

Prototypen aus Keramik

Eine Lösung für diese Herausforderung könnten 3D-Druckverfahren (auch als Rapid Prototyping bezeichnet) sein: Eine Technik, bei der formbare Materialien Schicht für Schicht aufeinander aufgetragen und durch Belichtung ausgehärtet werden. So können selbst hochkomplexe, dreidimensionale Gebilde "gedruckt" werden. Obwohl für Kunststoffe und Metalle bereits etabliert, war die Verwendung des Rapid Prototypings jedoch für die Verarbeitung keramischer Werkstoffe nicht möglich. Dies scheiterte bisher an den zu geringen Festigkeiten der gedruckten Bauteile. "Während unserer Forschungstätigkeit an der TU Wien ist es uns gelungen, gleiche Festigkeitswerte wie bei anderen keramischen Formgebungsmethoden zu erreichen", so Johannes Homa, Mitgründer von Lithoz. "Mit einer derartigen Weiterentwicklung der 3D-Drucktechnologie ermöglichen wir nun auch der keramischen Industrie erstmals den Einsatz des 3D-Drucks für die Herstellung von Prototypen." Für die innovativen Lösungsansätze, die sowohl das Material, die Maschine als auch die Belichtungsstrategien betreffen, wurden inzwischen fünf Patentanmeldungen eingereicht. Das Unternehmen Lithoz hat das Verfahren nun marktreif gemacht und den internationalen Vertrieb gestartet.