Forscher der ETH Zürich entwickeln magnetisches Filament

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An der ETH Zürich entwickelte ein Forscherteam mit „MagFil“ ein magnetisches  Filament für den 3D-Druck, welches Beispielsweise für magnetische Blutpumpen zum Einsatz kommen könnte. Dies könnte zu Kosten- und Zeitersparnissen bei der Entwicklung solch komplexer Geräte führen.

Magfil Filament – Thermoplast mit magnetischen Zusätzen

Das Material welches aus einem Thermoplastgemisch mit isotropem Neodym-Eisen-Bor-Pulver. Für die Studie, in der das Material entwickelt wurde, sollte die Realisierbarkeit von rotierenden magnetischen Blutpumpen mittels 3D-Druck untersucht werden. Das seit Jahren bearbeitete Thema „Magnete im 3D Druck“ wird vor allem aus Kosten- und Zeitgründen ins Visier der Forschung genommen. Obwohl 3D Druck von/mit Magneten bisher kaum Bedeutung im 3D-Druck hat. Die Ergebnisse der Forschung wurden bereits veröffentlicht unter dem Titel „3D-Druck von Funktionsbaugruppen mit integrierten Polymer-gebundenen Magneten, demonstriert mit einem Prototyp einer Rotationsblutpumpe“ (pdf, englisch).

Die konventionelle Fertigung von Produkten, die Magnete verwenden, ist ein engpass in der Produktionskette, da jede Designanpassung Produktionsschritte mit langen Fertigungszeiten nach sich zieht. Die additive Fertigung magnetischer Bauteile bietet die Möglichkeit komplexe Prototypen agil und testgetrieben zu entwickeln.

Rotierende magnetische Blutpumpe in einem Stück gedruckt

Eigens für den Druck der Blutpumpe haben die Forscher das magnetische Filament entwickelt. Zum Einsatz kam ein gewöhnliches Thermoplast mit einer Beimischung von magnetischem Neodym-Eisen-Bor Pulver um das MagFil Filament zu entwickeln.
Gedruckt wurde der Prototyp mit einem Prusa i3 MK2. Da nicht die ganze Blutpumpe magnetisch sein soll, wurde ein MultiMaterial Upgrade benötigt, so konnten die magnetischen Teile des Rotors, sowie des Gehäuse in einem Prozess gedruckt werden. Dies ermöglicht auch komplizierte Bauteile, da ein nachträglicher Zusammenbau entfällt. Nach dem Druck müssen die magnetischen Komponenten vollständig magnetisiert werden.

MagFil magnetisches Filament auf Spule
MagFil magnetisches Filament auf Spule

3D Druck mit MagFil

In dem von den Forschern veröffentlichten Dokument finden sich auch Angaben zur Verarbeitung im FFF 3D-Drucker. Diese sind kompatibel mit nahezu jedem FFF 3D-Drucker, der ein Heizbett besitzt. Zur Verfügbarkeit des Filaments gibt es noch keine Angaben.

Druckeinstellungen MagFil magnetisches Filament

  • Extruder Temperatur 220 °C
  • Layer height 0.15–0.25 mm
  • Printer speed 25 mm/s
  • Bed Temperature 60 °C

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