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Start-up des Monats: Spectroplast und Silikon in der additiven Fertigung

Auf 7. Februar 2019 von Ann-Kathrin L. veröffentlicht
Silikon

Silikon ist ein vielseitig einsetzbares Material, was sowohl für die Medizin als auch die Industrie und viele andere Bereiche sehr wichtig ist. Ein schweizer Start-up machte es möglich, Silikon nun auch für die additive Fertigung kompatibel zu machen. Wir sprachen mit dem CTO und Mitgründer von Spectroplast, Petar Stefanov.

Silikon

Können Sie sich vorstellen und uns mehr über die Entstehung von Spectroplast erzählen?

Die Spectroplast AG ist ein Schweizer Start-up der ETH Zürich, das im Oktober 2018 gegründet wurde. Unser Unternehmen ist in der Lage, Silikon-Designs mit unserem hochmodernen 3D-Druckverfahren und der Verwendung von hochpräzisen additiven Fertigungstechnologien für Silikon realisieren. Fertig funktionsfähige Produkte können aus jedem handelsüblichen Silikon und ohne Verwendung von Gussformen hergestellt werden, was so Kosten und Zeit spart.

Unser junges und dynamisches Team mit Experten in Technologie, Wirtschaft und Forschung hat vor, den 3D-Silikondruck mit Hilfe von innovativer additiver Fertigung zu vermarkten und 3D-Silikondruckprodukte durch verschiedene Branchen auf den Massenmarkt zu bringen um tatsächlichen, positiven Einfluss zu schaffen.

Silikon

Bildnachweis: Spectroplast

Können Sie erklären, wie Ihre Technologie funktioniert?

Zunächst wird das Silikon in eine Druckwanne gelegt, in die die Druckplattform bis zur Oberfläche des Silikons abgesenkt wird. Anschließend verteilt ein Wischer einen dünnen Silikonfilm auf die Plattform. Danach werden die Bereiche, die sich verfestigen sollen, mit Licht beleuchtet. Die Plattform sinkt dann tiefer in das flüssige Silikon ein und der Prozess beginnt von vorne. Am Ende entstehen die fertigen Teile aus der Flüssigkeit.

Die verwendeten Materialien sind kompatibel mit den 3D-Drucktechnologien SLA oder DLP, was bedeutet, dass Silikonteile direkt aus einem Drucker heraus hergestellt werden können. Die konventionelle Herstellung von Silikonkomponenten erfolgt durch Spritzgussverfahren oder Gießtechniken, für welche man Formen benötigt. Das ist sowohl langwierig als auch teuer. Die direkte Herstellung ermöglicht es, den Einsatz von Formen vollständig zu vermeiden.

Da wir industrieübliche Silikone verwenden können, entwickeln wir das Material meist gemeinsam mit dem Kunden, um dessen Anforderungen gerecht zu werden. Darüber hinaus haben wir auch Silikone entwickelt, welche verschieden Härtegrade abdecken, welche wir kontinuierlich ausbauen.

Silikon

Bildnachweis: Spectroplast

Für welche Anwendungen können wir es verwenden?

Bei der ersten Markteinführung richten wir uns allgemein an Branchen, die kundenspezifische Dichtungslösungen oder spezifische Silikonkomponenten wie Ventile, Dichtungen, Faltenbälge usw. benötigen. Diese Bereiche können von den sehr spezialisierten Industrien im Bereich der Softrobotik oder Dämpfungsanwendungen über die aktuelle Automobil- und Luftfahrtindustrie bis hin zu so etwas regelmäßigem wie der Lebensmittel- und Getränkebranche reichen, die beispielsweise Back- und Kochzubehör einsetzt. Wir stellen uns auch eine direkte Anwendung von Silikon-3D-Druck in der Unterhaltungsindustrie vor, für künstlerische und animatronische Anwendungen, für Spielzeug für Kinder und Erwachsene.

Die zweite Markteinführung zielt auf Branchen mit lebensverbessernden und kundenspezifischen, medizinischen Anwendungen ab. Dazu gehören maßgeschneiderte Kopfhörer und Wearables, patientenspezifische Hörgeräte, maßgeschneiderte Schuhsohlen und ähnliche Oberbekleidung oder externe Produkte. Zukünftig sehen wir Anwendungen im Bereich der vollindividuellen Gesundheitsprodukte und patientenindividuellen medizinischen Implantate.

Silikon

Bildnachweis: Spectroplast

Was sind die Hauptvorteile der Verwendung von Silikon? Die größten Herausforderungen?

Silikon ist ein sicheres und biokompatibles Material, das bereits in einem breiten Anwendungsspektrum eingesetzt wird – von Dichtstoffen bis hin zu lebensrettenden medizinischen Implantaten. Silikone waren für die additive Fertigung – eine für die Herstellung von starren Objekten aus Metallen, Keramiken oder nicht weichen Kunststoffen bekannten Technologie – bisher nicht zugänglich. Wenn Sie jedoch die Natur betrachten, erkennen Sie, dass sie einen ganzen Kosmos aus weichen Materialien verwendet, die sich transformieren, verwandeln und selbst heilen. Die Natur verwendet konforme Materialien, um sich ihrer Umgebung anzupassen und mit ihr zu interagieren. Weiche Materialien weisen eine Reihe von einzigartigen Eigenschaften auf, darunter Multifunktionalität, Anpassungsfähigkeit und Reaktionsfähigkeit.

Solche weichen Materialien sind für die additive Fertigung noch nicht zugänglich. Bei Spectroplast verfügen wir über die weltweit erste SLA-Silikondrucktechnologie, mit der wir die Palette der druckbaren Materialien von starren bis hin zu dehnbaren Materialien erweitern können.

Beim Drucken von Silikonen gibt es zwei große Herausforderungen. Erstens hat Silikon hat eine hohe Viskosität, d.h. es verhält sich wie ein Gel, das sich nicht ausbreitet. Und zweitens verfestigt sich Silikon bei hohen Temperaturen. Mit unserer patentierten Technologie können diese Einschränkungen überwunden werden.

Silikon

Bildnachweis: Sprectroplast

Was sind Ihre zukünftigen Projekte?

Bis Mitte 2019 werden wir unsere Komponentenproduktion erweitern – fertig für die kundenspezifische Anpassung und Lieferung. Dazu gehören unter anderem anatomisch relevante medizinische Modelle, wie beispielsweise chirurgische Trainingsphantome oder Operationsleitfäden, Produkte für Babys, wie Schnuller, und personalisierte medizinische Produkte wie Hörgeräte, orthopädische Schuheinlagen

Mit Blick auf 2022 und darüber hinaus werden wir in der Lage sein, präzise personalisierte Gesundheits- und medizinische Implantate herzustellen, die den Lebensstil der Bedürftigen verbessern. Dazu gehören unter anderem maßgeschneiderte medizinische Implantate, Implantate für die plastische Chirurgie

Silikon

Bildnachweis: Spectroplast

Wie sehen Sie die Zukunft des Silikon-3D-Drucks?

Derzeit werden Silikonteile für hohe Durchsätze und Massenproduktion entwickelt und hergestellt. Allerdings besteht bereits eine große Marktnachfrage nach maßgeschneiderten Silikonteilen, angefangen bei personalisierten Wearables bis hin zu patientenspezifischen medizinischen Implantaten, die perfekt zur Anatomie des Patienten passen.

Die Massenanpassung durch additive Fertigung mit Silikon wird die Zukunft der Silikonherstellung sein, mit dem zusätzlichen Vorteil der geometrischen Komplexität durch additive Fertigung. Bereits heute besteht eine Marktlücke von 7-10%, die mit Spritzgießen nicht geschlossen werden kann, da herkömmliche Herstellungsverfahren entweder technisch oder wirtschaftlich nicht tragfähig sind und wachsende Märkte vernachlässigt werden.

Mit unserer Technologie können wir kundenspezifische Komponenten mit hohem Durchsatz erstellen, die flexibel, konform und wandelbar sind und sich für industrielle bis hin zu medizinischen Anwendungen eignen.

Spectroplast kann den gesamten Bereich der Silikonhärte zwischen Shore-Härte A 0 und Shore-Härte A 80 mit höchster Präzision abdecken. Das Material ist zertifiziert, sicher und widerstandsfähig. Das bedeutet, dass Sie sich nur etwas vorstellen müssen – und uns die Verwirklichung Ihrer Phantasie überlassen.

Noch ein paar letzte Worte an unsere Leser?

Bleiben Sie auf dem Laufenden über die nächste Materialrevolution in der additiven Fertigung, die die Welt des 3D-Silikondrucks in allen Branchen revolutionieren und positive Auswirkungen auf Gesellschaft und Umwelt haben wird.

Was halten Sie von der Verwendung von Silikon in der additiven Fertigung? Teilen Sie uns Ihre Meinung mit und hinterlassen Sie uns ein Kommentar unten oder auf FacebookTwitter oder Google+. Und denken Sie daran sich für unseren wöchentlichen Newsletter kostenlos anzumelden, um keine Neuigkeiten im 3D-Druck mehr zu verpassen!

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