Dynamic Molding: 3Deus Dynamics entwickelt hybrides 3D-Druckverfahren – Interview mit CEO Julien Barthès

Das im Oktober 2020 gegründete französische Startup 3Deus Dynamics hat das “Dynamic Molding”-Verfahren entwickelt, ein hybrider Prozess aus 3D-Druck und Spritzguss, der in einer granularen Umgebung stattfindet. Diese Methode ermöglicht die Verwendung jedes Spritzgussmaterials ohne Modifikation, wodurch die Notwendigkeit von Stützstrukturen entfällt und unbegrenzte Formen möglich sind. Ursprünglich spezialisierte sich das Unternehmen auf Silikonmaterialien und die Entwicklung von Hightech-Silikonverbundstoffen für Branchen wie personalisierte Medizin, Luft- und Raumfahrt, Verteidigung und Energie. In einem Interview mit 3Druck.com gibt CEO und Mitbegründer Julien Barthès einen Einblick in die Branche.

Dynamic Molding ist ein neuer Ansatz in der Additiven Fertigung durch das Auftragen von Material. Dieses innovative Verfahren unterscheidet sich von konventionellen additiven Fertigungsmethoden, indem es die Beschränkungen der Schwerkraft ausschaltet und eine uneingeschränkte Größe und Gestaltung ermöglicht, ohne dass kostspielige chemische Neuformulierungen oder Stützstrukturen erforderlich sind, die Abfall erzeugen. Der Druck erfolgt in einer kontrollierten körnigen Umgebung (Pulver), die sich wie eine dynamische Form verhält, in der die Fertigungsmaterialien (Tinten) verteilt werden. Das körnige Medium stützt das Material während des Drucks und repariert sich nach jeder Bewegung des Druckkopfs selbst. Das Pulver ist zur Gänze wiederverwendbar und wird aus recycelten Produkten hergestellt.

Dieses Verfahren ermöglicht den 3D-Druck mit allen bestehenden viskoelastischen Werkstoffen, einschließlich Thermoplasten, Elastomeren, Thermoplast-Elastomer-Verbundwerkstoffen und Keramiken, ohne Einschränkung der ursprünglichen Materialeigenschaften, sei es rheologisch, mechanisch, kinetisch oder in Bezug auf Verfestigungs-/Härtungsmechanismen. Diese Innovation ebnet auch den Weg für unbegrenzte Freiheit bei der Komplexität des 3D-Designs.

Durch die Verwendung spezieller Pulver im Produktionsprozess können zudem weiche Silikonverbundstoffe mit einzigartigen funktionellen Eigenschaften wie Flammfestigkeit, Leitfähigkeit, elektromagnetische Abschirmung oder mechanische Verstärkung hergestellt werden.

Vielfältige Anwendungsbereiche

Die Anwendungsmöglichkeiten sind vielfältig und erstrecken sich auf eine Reihe von Branchen wie personalisierte Medizin, Raumfahrt und Verteidigung, Luft- und Raumfahrt oder Energie.

Im medizinischen Bereich ermöglicht Dynamic Molding die Entwicklung patientenspezifischer chirurgischer Modelle, um komplexe Operationen zu simulieren und zu üben, sowie die Design-Iteration von medizinischen Geräten. Weitere mögliche Anwendungsbereiche sind die Herstellung von hitzebeständiger Silikondichtungen, die Temperaturen von bis zu 1200 °C ohne Flammenausbreitung standhalten, Silikondichtungen für die elektromagnetische Abschirmung oder mit leitenden Eigenschaften sowie die Entwicklung innovativer Silikonverbundstoffe.

Interview mit CEO Julien Barthès

In einem Interview mit 3Druck.com gibt CEO und Mitbegründer Julien Barthès einen Einblick in die Branche und erläutert die Bereiche, in denen er die Stärken der additiven Fertigungstechnologie sieht.

Welche Bedeutung hat Ihrer Meinung nach die Additive Fertigung für die Medizinbranche?

Die additive Fertigung, insbesondere mit innovativen Ansätzen wie Dynamic Molding, hat erhebliche Auswirkungen auf die Medizinbranche. Ein Schlüsselaspekt liegt in der Entwicklung patientenspezifischer Lösungen, bei denen Bildgebungsdaten genutzt werden, um Implantate zu fertigen, die sich genau an die Anatomie eines Menschen anpassen. Dieser maßgeschneiderte Ansatz verbessert die Wirksamkeit medizinischer Eingriffe und fördert eine personalisierte Versorgung, was einen Paradigmenwechsel in der Art und Weise der Gesundheitsversorgung bedeutet.

Die iterativen Designmöglichkeiten, die durch Dynamic Molding entstehen, spielen eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung von Medizinprodukten in verschiedenen Klassen. Dies ermöglicht eine schnelle Analyse und Iteration von Entwürfen, ohne dass umfangreiche Neuformulierungen erforderlich sind, was sowohl die Markteinführungszeit als auch die damit verbundenen Kosten reduziert. Für die Ärzte bedeutet dies ein besseres präoperatives Verständnis durch ultrarealistische Nachbildungen pathologischer Organe, die es ihnen ermöglichen, komplexe Operationen im Voraus zu simulieren und zu trainieren, wodurch letztlich Komplikationen während des Eingriffs verringert werden.

Im Hinblick auf die Dynamik der Lieferkette führt der Einsatz der Additiven Fertigung, insbesondere mit dem Schwerpunkt auf patientenspezifischen Lösungen, zu einer Verringerung des Lagerbedarfs. Dies strafft nicht nur die Lieferkette, sondern wirkt sich auch positiv auf die Umwelt aus, da der Materialabfall minimiert wird. Darüber hinaus tragen die Verringerung der Lagerbestände und die gestrafften Produktionsprozesse zu einem nachhaltigeren Ansatz in der medizinischen Fertigung bei, der mit der zunehmenden Bedeutung umweltfreundlicher Praktiken im Einklang steht.

Darüber hinaus trägt Dynamic Molding im Bereich der Luft- und Raumfahrt sowie im Verteidigungssektor zur Herstellung spezieller Verbundwerkstoffe bei, wie z. B. von hitzebeständigen Silikondichtungen. Diese Dichtungen halten extremen Temperaturen stand und weisen Eigenschaften wie Flammbeständigkeit auf, was den kritischen Bedürfnissen in diesen Sektoren entgegenkommt. Darüber hinaus eröffnet die Herstellung von Silikondichtungen zur elektromagnetischen Abschirmung oder mit leitfähigen Eigenschaften Wege für fortschrittliche Technologien in Spezialindustrien, die Flexibilität, hohe Leistung und die Einhaltung strenger Normen, auch im militärischen Bereich, gewährleisten.

Die Additive Fertigung hat sich in den letzten Jahren kontinuierlich weiterentwickelt. Welche Innovationen oder technologischen Durchbrüche halten Sie für die Industrie für besonders wichtig?

Die Additive Fertigung hat sich in den letzten Jahren kontinuierlich weiterentwickelt, wobei mehrere wichtige Innovationen und technologische Durchbrüche die Branche geprägt haben. Zwei besonders bemerkenswerte Fortschritte sind die Entwicklung innovativer Materialien, wie Silikon und Keramik, und die Industrialisierung von Metallen mit vielseitigen Anwendungen in verschiedenen Märkten.

Die Einführung innovativer Materialien wie Silikon und Keramik hat die Möglichkeiten der additiven Fertigung erweitert. Silikon, das für seine Flexibilität und Vielseitigkeit bekannt ist, findet in verschiedenen Bereichen Anwendung, darunter im Gesundheitswesen für patientenspezifische Lösungen und fortschrittliche Dichtungen. Keramik hingegen bietet einzigartige Eigenschaften, die sich für Anwendungen in der Elektronik, der Luft- und Raumfahrt und für medizinische Geräte eignen. Die Möglichkeit des 3D-Drucks mit diesen Materialien eröffnet neue Möglichkeiten für die Herstellung komplexer und kundenspezifischer Komponenten mit verbesserten Funktionalitäten.

Ein weiterer wichtiger Fortschritt ist die Industrialisierung von Metallen in der additiven Fertigung. Der 3D-Druck von Metallen hat aufgrund seines Potenzials zur Herstellung hochfester und langlebiger Komponenten mit komplizierten Geometrien an Bedeutung gewonnen. Dieser Durchbruch ist in verschiedenen Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und dem Gesundheitswesen von besonderer Bedeutung. Die Fähigkeit, Metallkomponenten zu drucken, ermöglicht die Herstellung komplexer Strukturen, verbesserter Leistung und leichter Konstruktionen und trägt so zu effizienteren und optimierten Endprodukten bei.

Neben den Werkstoffen haben auch Innovationen bei den marktübergreifenden Anwendungen der additiven Fertigung eine entscheidende Rolle gespielt. Die Industrialisierung von 3D-Druckverfahren für Metalle hat die Produktion von Metallkomponenten in großem Maßstab ermöglicht, so dass sie in verschiedenen Branchen eingesetzt werden können. Diese Vielseitigkeit ist der Schlüssel zur Deckung der unterschiedlichen Marktbedürfnisse, die von Automobilteilen über Luft- und Raumfahrtkomponenten bis hin zu medizinischen Implantaten reichen.

Erst Corona und jetzt die hohe Inflation stellen die gesamte Branche vor große Herausforderungen. Wie wirken sich die verschiedenen Krisen Ihrer Meinung nach auf die additive Fertigungsindustrie aus?

Die Kombination aus der COVID-19-Pandemie und den derzeit hohen Inflationsraten stellt die additive Fertigungsindustrie vor große Herausforderungen. Inmitten dieser Krisen gibt es jedoch bemerkenswerte Möglichkeiten, wie sich der Sektor der Additiven Fertigung sowohl anpasst als auch seine Widerstandsfähigkeit unter Beweis stellt.

Erstens haben die durch die Pandemie verursachten Unterbrechungen die Entwicklungen im Bereich des 3D-Drucks beschleunigt. Der Bedarf an schnellen Prototyping- und Fertigungslösungen wurde während der Pandemie noch deutlicher, da die traditionellen Lieferketten unterbrochen wurden. Die additive Fertigung mit ihren schnellen und flexiblen Produktionsmöglichkeiten wurde zu einem entscheidenden Instrument, um auf die dringende Nachfrage nach medizinischen Geräten, Komponenten und Prototypen zu reagieren. Dadurch, dass die Vielseitigkeit und Flexibilität des 3D-Drucks ins Rampenlicht gerückt wurde, hat seine Bedeutung in der Branche zugenommen.

Die Herausforderungen durch die Pandemie und die Inflation haben auch deutlich gemacht, wie wichtig es ist, die Produktionsstrategien zu überdenken. Es wird immer mehr Wert auf die Verlagerung der Produktion gelegt, um eine widerstandsfähigere und reaktionsfähigere Lieferkette zu gewährleisten. Die additive Fertigung spielt bei diesem Trend eine zentrale Rolle, denn sie bietet die Möglichkeit kürzerer und reaktionsfähigerer Fertigungskreisläufe. Indem sie die Abhängigkeit von globalen Lieferketten verringern, können Unternehmen die mit externen Störungen und Inflationsschwankungen verbundenen Risiken mindern.

Darüber hinaus haben die Krisen die Entwicklung effizienterer Produktionsmittel im Bereich der additiven Fertigung angeregt. Die Unternehmen investieren in Forschung und Innovation, um die Geschwindigkeit, Skalierbarkeit und Kosteneffizienz von 3D-Drucktechnologien zu verbessern. Dieses Streben nach Effizienz dient nicht nur der Bewältigung unmittelbarer Herausforderungen, sondern positioniert die Branche auch für langfristiges Wachstum und Nachhaltigkeit.

Welche Auswirkungen wird die Additive Fertigung Ihrer Meinung nach in den kommenden Jahren auf verschiedene Branchen und möglicherweise auf die Gesellschaft als Ganzes haben?

Die Additive Fertigung wird in den kommenden Jahren einen tief greifenden Wandel in verschiedenen Branchen und in der Gesellschaft insgesamt bewirken. Der Übergang von einer standardisierten Gesellschaft zu einer Gesellschaft, die auf individuelle Bedürfnisse zugeschnitten ist, ist eine der bedeutendsten zu erwartenden Veränderungen. Besonders deutlich wird dieser Wandel in Bereichen wie dem Gesundheitswesen, wo patientenspezifische Lösungen, die durch additive Fertigungstechnologien wie Dynamic Molding ermöglicht werden, die Behandlungsmethoden revolutionieren.

In der Luft- und Raumfahrtindustrie zeigt sich der Einfluss der Additiven Fertigung bereits bei der Optimierung von Konstruktionen. Diese Innovation ermöglicht die Herstellung von Bauteilen mit identischer oder sogar verbesserter Leistung im Vergleich zu herkömmlichen Gegenstücken, aber mit deutlich geringerem Gewicht. Leichtere Flugzeugbauteile tragen zu einem geringeren Treibstoffverbrauch bei, was wiederum die gesamte CO2-Bilanz und die Umweltauswirkungen der Branche verringert. Somit steigert die Additive Fertigung nicht nur die Effizienz, sondern steht auch im Einklang mit den globalen Bemühungen um Nachhaltigkeit.

Die Auswirkungen auf die Lieferkette sind ein weiterer wichtiger Aspekt. Die additive Fertigung führt zu einem Umdenken in den Fertigungsprozessen und ermöglicht eine stärker dezentralisierte und bedarfsorientierte Produktion. Dies wiederum verringert die Abhängigkeit von großen Lagerbeständen und umfangreichen Lagern und führt zu einer rationalisierten und reaktionsschnelleren Lieferkette. Die Auswirkungen sind weitreichend: Die potenziellen Vorteile reichen von Kosteneinsparungen bis hin zu mehr Flexibilität bei der Erfüllung dynamischer Marktanforderungen.

Darüber hinaus tragen die Anpassungsmöglichkeiten der additiven Fertigungstechnologien zu einem nachhaltigeren Ansatz bei. Durch die Herstellung von Gütern, die auf spezifische Bedürfnisse zugeschnitten sind, wird der Materialabfall und der Energieverbrauch reduziert. Dies steht im Einklang mit dem allgemeinen gesellschaftlichen Wandel hin zu umweltbewussten Praktiken und macht die additive Fertigung zu einem integralen Bestandteil einer nachhaltigeren und umweltfreundlicheren Zukunft.

Hier erfahren Sie mehr über 3Deus Dynamics und das Dynamic Molding Verfahren.