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Foto: © B&C Privatstiftung

Zahnersatz aus dem Drucker: An der TU Wien wurden völlig neue Herstellungsmethoden für Keramik-Werkstoffe entwickelt. Dieser Erfolg wurde nun mit dem zweiten Platz beim diesjährigen Houska-Preis prämiert.

3D-Drucker spielen heute eine immer größere Rolle in der Industrie. Allerdings haben herkömmliche Druckmethoden einen ganz gewichtigen Nachteil: Entweder gibt man sich mit bescheidener Präzision und Oberflächenqualität zufrieden, oder man begnügt sich mit Materialien, die nicht besonders fest und stabil sind. Die Forschungsgruppe für Additive Manufacturing Technologies an der TU Wien hat jedoch einen Weg gefunden, beide Anforderungen gleichzeitig zu erfüllen.

Dieser Erfolg zieht schon seit Jahren große Aufmerksamkeit auf sich und hat bereits zu vielen Kooperationen mit österreichischen und internationalen Firmen geführt. Nun wurde das Forschungsteam der TU Wien mit dem zweiten Platz beim Houska-Preis der B&C Privatstiftung  ausgezeichnet – dotiert mit 70.000 Euro.

Maßgeschneiderte Werkstücke
Viele Objekte des täglichen Lebens werden automatisiert in großer Stückzahl gefertigt. Manchmal müssen aber auch Einzelstücke für einen bestimmten Zweck mit einer ganz individuellen Form hergestellt werden – etwa seltene Ersatzteile oder medizinische Objekte, die ganz präzise dem Körper eines Patienten oder einer Patientin angepasst werden. Genau für solche Zwecke ist der Einsatz von 3D-Druckern sehr hilfreich. Erst kürzlich wurde an der TU Wien ein Christian-Doppler-Labor eingerichtet, in dem an 3D-Druck für die Zahnmedizin geforscht wird.

„Wir wollen glatte Oberflächen und eine Präzision im Mikrometerbereich haben. Außerdem soll das Material fest und belastbar sein. Bisher war das große Dilemma des 3D-Druckens, dass man diese Anforderungen nicht beide gleichzeitig erfüllen konnte“, erklärt Prof. Jürgen Stampfl vom Institut für Werkstoffwissenschaft und Werkstofftechnologie der TU Wien. Er leitet das Projekt gemeinsam mit Prof. Robert Liska vom Institut für Angewandte Synthesechemie der TU Wien.

Punktgenaues Verfestigen mit Licht
Das Ausgangsmaterial für den 3D-Druck ist zunächst flüssig. Durch ortsselektive Belichtung mit speziell entwickelten Videobeamern kann man an ganz bestimmten Stellen in dieser Flüssigkeit eine chemische Kettenreaktion auslösen, die das Material an genau dieser Stelle polymerisiert und erhärten lässt. „Die einzelnen Polymer-Ketten sind allerdings nicht besonders fest miteinander verknüpft“, erklärt Robert Liska. „Daher können diese Strukturen relativ leicht auseinanderreißen.“

Dieses Problem konnte allerdings gelöst werden, indem man nun Polymere verwendet, in die von Anfang an Keramik eingebettet ist. Nach dem 3D-Druck-Prozess wird das Werkstück erhitzt – die ungewünschten organischen Polymere verschwinden, die Keramik-Anteile bleiben übrig und werden durch Hitze zusammengebacken, wodurch schlussendlich ein hochfestes Keramikbauteil entsteht.

Houska-Preis
Für seine Forschungserfolge wurde das Team der TU Wien nun mit dem zweiten Platz beim Houska-Preis ausgezeichnet, der mit 70.000 Euro dotiert ist. Der erste Platz ging an die Universität Innsbruck, der dritte ging an die JKU Linz. Der Houska-Preis ist Österreichs größter privater Forschungsförderungspreis, vergeben von der B&C Privatstiftung. Er soll die enge Zusammenarbeit von universitärer Forschung und industrieller Anwendung fördern.

Quelle: TU Wien