3D Druck von Hilfsmitteln gegen die Verbreitung des Coronavirus

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3D Druck von Hilfsmitteln gegen die Verbreitung des Coronavirus

3D-gedruckter Gesichtschutz © Prusa Research

Das Coronavirus hat sich in den letzten Monaten stetig über den Globus ausgebreitet und dabei einen Effekt auf so ziemlich jeden Bereich des täglichen Lebens ausgeübt, so auch auf die Industrie. Während viele Unternehmen durch das Virus bedroht sind, haben einige Firmen aber auch Wege gefunden gegen die weitere Verbreitung des Virus mitzuhelfen. So hat zum Beispiel der CEO des amerikanischen Peripherie Herstellers Razer die Produktion seiner Firma umgestellt, um Operationsmasken herzustellen und diese zu spenden.
(https://www.instagram.com/p/B96Ir01n64W/)

Aber auch in der Branche der additiven Fertigung und in der Makerszene ist die Bereitschaft zu helfen groß. So sprang in Italien, nachdem klar wurde, dass die Versorgung an Sauerstoffventilen für Beatmungsgeräte knapp wurde, das Forschungsinstitut ISINNOVA ein, um diese Ventile zu produzieren und Lieferengpässe zu kompensieren. (https://www.bbc.com/news/technology-51911070)

Die belgische Firma Materialise hat währenddessen ein Bauteil designed und öffentlich zur Verfügung gestellt, welches an Türklinken angebracht wird. Dieses erlaubt es einem die Tür mit dem (ärmelbedeckten) Arm zu öffnen, anstatt die Türklinke direkt mit der Hand anzufassen und ggf. sich oder andere zu infizieren.
(https://www.materialise.com/en/hands-free-door-opener)

Auch der tschechische 3D Drucker Hersteller Prusa Research hat die Initiative ergriffen und „Faceshields“ designed, welche auf herkömmlichen FDM Druckern hergestellt werden können. Von diesen wurden bereits über 12.000 Stück an medizinisches Personal gespendet und ein Ende ist nicht in Sicht. Zudem hat Prusa alle Maker dazu aufgerufen das open source Design zu Hause zu produzieren und den umliegenden Krankenhäusern medizinischen Institutionen und Stellen mit Bedarf an persönlicher Schutzausrüstung dieser Art zu spenden. (https://www.prusa3d.com/covid19/)

Bei alldem ist darauf zu achten die Produkte nicht bereits im Vorhinein zu verschmutzen oder sogar zu kontaminieren. Die meisten 3D Drucke und insbesondere FDM-Bauteile gelten zudem nicht als „foodsafe“, da sich in kleinsten Fehlstellen und gerade in den „layer lines“ Keime ansiedeln können. Diese lassen sich nur schwer entfernen, weshalb ein gründliches und häufiges Desinfizieren notwendig ist um die 3D gedruckten Hilfsmittel „sicher“ verwenden zu können. „Sicher“ ist hierbei auch nur ein relativer Begriff, da diese Bauteile bei weitem nicht mit der Reinheit chirurgischer Instrumente mithalten können. Im Notstand ist jeder Schutz immer noch besser als gar kein Schutz, aber dennoch sollte man sich der reinheitsbezogenen Eigenschaften solcher Produkte bewusst sein.

Um zu untersuchen inwieweit sich die Desinfektion von 3D gedruckten Bauteilen auswirkt hat Youtuber Stefan von CNC Kitchen eine Versuchsreihe durchgeführt, bei der er diverse gängige 3D Druck Materialien für 48h in 70% Isopropanol tränkte und die Festigkeit vor und nach der Prozedur ermittelte. Hierdurch sollte der Langzeitgebrauch und das wiederholte Desinfizieren der Bauteile simuliert werden. Da Alkohole mitunter eine starke Versprödung von Kunststoffbauteilen hervorrufen können, sollte die Versuchsreihe zeigen, welche Kunststoffe beim 3D Druck von Hilfsmittel gegen das Coronavirus zu bevorzugen seien. Die gute Nachricht ist, dass durch das Bad in Isopropanol keines der Materialien vollständig unbrauchbar wurde. Dennoch gab es unter den verschiedenen Kunstoffen teilweise große Einbußen in deren Festigkeit. So hatte der ABS Testkörper, welcher in Aufbaurichtung belastet wurde, beispielsweise nach dem Bad in Isopropanol eine um >50% reduzierte Festigkeit. PLA hingegen hat als das am weitesten verbreitete 3D Druck Filamente nur sehr geringe Festigkeitseinbußen (<5%). Als günstigstes und einfach zu verarbeitendes Filament ist dieses also gut geeignet, um Hilfsmittel herzustellen, welche häufig desinfiziert werden. Die gesamten Testergebnisse können auf der Webseite des Youtubers eingesehen werden:
https://www.cnckitchen.com/blog/effect-of-disinfectant-70-ipa-on-common-3d-printing-materials