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3D-Druck Corona-Krise – Wie die 3D-Druck-Industrie hilft

| Redakteur: Katharina Juschkat

Die Europäische Kommission bittet um Unterstützung, Krankenhäusern dringend benötigte medizinische Ausrüstung mithilfe von 3D-Druck zur Verfügung zu stellen. Wir zeigen, wie sich Unternehmen und Universitäten daran beteiligen.

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HP nutzt sein globales Netzwerk an Fertigungspartnern, um kritische Komponenten mit dem 3D-Drucker herzustellen, wie FFP3 Gesichtsmasken.
HP nutzt sein globales Netzwerk an Fertigungspartnern, um kritische Komponenten mit dem 3D-Drucker herzustellen, wie FFP3 Gesichtsmasken.
(Bild: HP)

Angesichts der Corona-Pandemie und der knapper werdenden medizinischen Ausrüstungen hat die Europäische Kommission 3D-Druck-Unternehmen und Institutionen dazu aufgerufen, mit ihren Kenntnisse und Produktionskapazitäten auszuhelfen. Wir stellen einige Projekte aus der Industrie und Forschung vor, und zeigen, wie sich weitere Unternehmen beteiligen können.

Aus Schnorchelmasken werden Notfall-Atemschutzmasken

Vor allem in Italien ist die Lage angespannt und Krankenhäuser brauchen jede Unterstützung – unabdingbar sind unter anderem Beatmungsmasken für Patienten. So entstand die Idee des italienischen Unternehmens Isinnova, aus Decathlon-Schnorchelmasken eine Notfall-Beatmungsmaske zu konstruieren.

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Hersteller der Schnorchelmaske „Easybreath“ ist Decathlon, die auf Anfrage sogleich ihre CAD-Daten für eine Modifzierung zur Verfügung stellten. Benötigt wurde eine neue Komponente, um die Maske an ein Beatmungsgerät anzuschließen – das neu entwickelte Charlotte-Ventil, das mithilfe eines 3D-Druckers hergestellt werden kann.

Der Prototyp der Maske wurde in Italien an einem Patienten in Not erfolgreich getestet. Die Hersteller betonen jedoch ausdrücklich, dass die Maske keine medizinische Zertifizierung hat und nur in ausgesprochenen Notfallsituationen verwendet werden darf, etwa wenn es nicht möglich ist, offizielle medizinische Ausrüstung zu beschaffen.

Die Unternehmen Isinnova und Fablab Brescia stellen das Ventil kostenlos zur Verfügung und lassen es patentieren, um Preisspekulationen zu verhindern. Verschiedene Unternehmen wie der 3D-Druck-Dienstleister Weerg und der On-Demand-Anbieter Protolabs unterstützen die italienischen Ingenieure Isinnova und Protezione Civile. Protolabs hat bisher 100 3D-gedruckten Ventile für die lebensrettenden Notfallbeatmungsmasken gefertigt.

Baukasten für Gesichtsmaske

Der Fertigungsspezialist FIT Additive Manufacturing Group hat einen speziellen Filterträger (FiT) entwickelt, der mit nahezu jedem Filtermaterial zu einer Notbehelfsmaske kombiniert werden kann. Gedacht ist der Filter für die breite Bevölkerung.

Der Bausatz ist mehrfach verwendbar, desinfizierbar, spülmaschinenfest und besteht aus zwei identischen Kunststoffkörbchen, zwischen die ein beliebiges Filtermaterial – vom einem Papiertaschentuch, über Baumwolltücher oder antimikrobielle Bezüge bis hin zu professionellem Vliesmaterial – eingelegt werden kann. Das Filtermaterial soll schnell ausgetauscht werden können, da jedes Material durch zunehmende Feuchtigkeit an Wirkung verliert.

Der Filterträger kann ab sofort zum Selbstkostenpreis bestellt werden. Der Datensatz für eine 3D-druckbare Variante steht kostenlos zum Download zur Verfügung.

Kostenloses, 3D-gedrucktes Gesichtsschutzvisier

3D-Drucker-Hersteller Stratasys hat einen Zusammenschluss zur Produktion von Gesichtsschutz-Visieren per 3D-Druck ins Leben gerufen. Mittlerweile sind über 150 Unternehmen und Universitäten beteiligt. Bisher stellten die Firmen rund 5.000 Visiere kostenfrei her, die Zahl soll in den kommenden Tagen gesteigert werden.

Jede 3D-Druck-Firma, die helfen möchte und mindestens 100 Visiere drucken kann, kann ein Online-Formular ausfüllen, um zur Teilnahme an der Initiative eingeladen zu werden. Stratasys hat zudem die vollständige Druck- und Montageanleitung für das Gesichtsschutz-Visier veröffentlicht, damit jeder selbstständig Gesichtsschutz-Visiere herstellen kann.

Außerdem hat das Unternehmen die Materiallizenzen für viele seiner High-End-Drucker, die während dieser Zeit zur Herstellung der Visiere verwendet werden, kostenlos bereitgestellt.

Internationale Plattform im Kampf gegen Corona

3D-Drucker-Hersteller EOS bietet auf seiner offenen Plattform Zugang zu relevanten Daten und wichtige Dateien zum kostenlosen Download. Zudem sammelt das Unternehmen Projekte, die sich bereits beim Kampf gegen Corona beteiligen. Die Website 3DAgainstCorona wird regelmäßig aktualisiert. Damit will EOS weitere Unternehmen dazu aufrufen, sich mittels 3D-Druck zu beteiligen.

EOS versichert, alle Beiträge zunächst zu prüfen, ob es den medizinischen Standards entspricht, bevor sie veröffentlicht werden.

3D-gedruckter Nasenabstrich

Nicht nur Schutzausrüstung für medizinisches Personal wird knapp – auch Material, um auf COVID-19 zu testen, ist nachgefragt. Unter anderem braucht es Nasenabstrich-Stäbchen, deren Angebot jedoch sehr begrenzt ist.

Das 3D-Druckunternehmen Formlabs hat gemeinsam mit der University of South Florida und Northwell Health einen 3D-gedruckten Nasenabstrich produziert und getestet. Alle Tests zeigten, dass die 3D-gedruckten Nasenabstriche die gleiche Leistung und den gleichen Patientenkomfort erbringen wie Standardabstriche, die für die Prüfung auf COVID-19 verwendet werden.

Kunststoffkassetten für Tests auf Covid-19

Protolabs arbeitet mit Ausdiagnostics zusammen, um innerhalb kürzester Zeit Kunststoffkassetten herzustellen. Diese werden genutzt, um die kritische medizinische Lösung für den Test auf Covid-19 aufzubewahren. Die Herausforderung für Protolabs: 500 Musterteile im Spritzgussverfahren herzustellen. Die ersten CAD-Zeichnungen waren nicht für die Fertigung geeignet, daher wurden diese optimiert und das richtige Material wurde spezifiziert. Die Produktion der Teile, die bis zum 9. April versandt werden sollen, hat bereits begonnen.

Die Tests sind für Diagnosezentren in ganz Europa vorgesehen. AusDiagnostics stellt täglich fast 200 Testsätze her; durch die Spritzgussfertigung von Protolabs können 20.000 Kassetten pro Quartal hergestellt werden, um die steigende Nachfrage zu bedienen.

Die Grundlage ist der digitale End-to-End-Herstellungsprozess von Protolabs. Dieser Bestellprozess basiert auf einer E-Commerce-Plattform und erfordert keinen direkten menschlichen Kontakt. Der Herstellungsprozess funktioniert digital, auch wenn hier vereinzelt Mitarbeiter benötigt werden. Dank der Digitalisierung sind allerdings deutlich weniger menschliche Eingriffe notwendig als bei jeder anderen Art der Herstellung.

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