3D-gedruckte Herzpumpe mit magnetischem Filament

Filamente mit magnetischen Eigenschaften haben viel Potenzial in unterschiedlichen Industrien. Anwendungen für den 3D-Druck von Magneten finden sich zum einen in unseren alltäglichen Haushaltsgeräten, wie zum Beispiel der Mikrowelle, aber auch in der Medizin. Sie zählten bereits zu unseren alternativen 3D-Druckmaterialien, die Technologie dahinter ist jedoch noch am Anfang.

Kai von Petersdorff-Campen, Doktorand an der ETH Zürich

Der Doktorand Kai von Petersdorff-Campen entwickelte ein Verfahren für die Herstellung von magnethaltigen Produkten mithilfe der 3D-Technologie. An der ETH Zürich stellte er mit seiner Technologie „embedded magnet printing“ auch den ersten Prototypen her: eine 3D-gedruckte Herzpumpe. Der 26-Jährige aus dem Department für Maschinenbau und Verfahrenstechnik begann Anfang des Jahres mit seiner Erforschung. 15 Stunden Druckzeit benötigte der erste Prototyp der künstlichen Herzpumpe. Das Ergebnis war von geringer Qualität, doch das Hauptziel erreichte der junge Doktorand: Sie funktionierte!

„Mein Ziel war nicht, eine gute Herzpumpe herzustellen, sondern das Prinzip aufzuzeigen, wie sie in einem einzigen Arbeitsschritt hergestellt werden kann“, sagte der Doktorand.

Hindernisse für die 3D-gedruckte Herzpumpe

Sein Verfahren nennt der Doktorand „embedded magnet printing“ und die wesentliche Herausforderung für sein Projekt stellte das Filament dar. Das Magnetpulver wurde bereits vor dem Drucken mit dem Kunststoff vermischt und zu einem Filament verarbeitet werden. Je mehr Magnetpulver es enthielt, desto stärker war natürlich der Magnet, doch das Endprodukt war deutlich spröder. Hier musste Petersdorff-Campen einen Mittelweg finden.

„Wir haben viele verschiedene Kunststoffe und Mischungen getestet, bis die Filamente flexibel genug für den Druck waren und doch eine hohe Magnetkraft aufwiesen“, so der Züricher Student. Letztendlich wird das Druckobjekt von einem externen Feld magnetisiert.

Das spezielle magnetische Filament für das „embedded magnet printing“

Für diese Entwicklung erhielt Petersdorff-Campen eine Einladung zur renommierten Konferenz ASAIO in Washington und durfte dort im Juni eine Rede halten. Mit seinem eingereichten Video über seine 3D-gedruckte Herzpumpe gewann er letztendlich auch den Prototypen Wettbewerb. Zudem konnte er seine Forschung auch in einem Fachjournal veröffentlichen, doch die Reaktionen sind gespalten.

Viele zeigen sich begeistert über die Entwicklung und erkundigen sich nach dem Material, doch die Herstellung von medizinischen Geräten durch 3D-Druck würde auch kritisiert werden. 3D-Verfahren seien wegen der Zulassungsprozesse gar nicht für diese Anwendungen geeignet. Für Petersdorff-Campen spielt das zunächst keine Rolle. „Darum ging es mir aber gar nicht“, sagte er. „Ich wollte lediglich das Prinzip zeigen.“

3D-Modell

Ob und wo wir in Zukunft die Anwendung des 3D-Drucks mit Magneten sehen lässt sich noch nicht sagen. Die Technologie muss noch deutlich weiterentwickelt werden, doch das Potenzial dahinter ist groß. Auch ein Gewinner der Formnext Startup Challenge, 3D-Fortify beschäftigte sich mit eben dieser Technologie.

Weitere Informationen finden Sie auf der offiziellen Website der ETH Zürich.

Sehen Sie die Anwendungen des 3D-Drucks mit Magneten in der Medizin, oder wird es zunächst in anderen Industrien bleiben? Teilen Sie uns Ihre Meinung mit und hinterlassen Sie uns ein Kommentar unten oder auf Facebook, Twitter, XING oder LinkedIN. Und denken Sie daran sich für unseren wöchentlichen Newsletter kostenlos anzumelden, um keine Neuigkeiten im 3D-Druck mehr zu verpassen!