06. April 2020

Fraunhofer Kunststoffzentrum Oberlausitz fertigt 3D-gedruckte Atemschutzmasken

Das Team vom Fraunhofer Kunststoffzentrum Oberlausitz (FKO) und Kolleg*innen der HSZG haben in den letzten Tagen mit Hochdruck eine additiv gefertigte Atemschutzmaske für den regionalen Bedarf entwickelt.


Sebastian Scholz trägt eine Atemschutzmaske. Rechts: Atemschutzmaske in Scholzes Händen im Detail abgebildet.
Foto: HSZG Damit der Filter durch die Atemluft nicht schnell durchfeuchtet und somit an Wirkung verliert, ist in der Maske ein Ausatemventil integriert.

Die Versorgungslage für professionelle Schutzmasken ist in der aktuellen Situation der Covid-19 Pandemie sehr angespannt. Insbesondere Pflegepersonal, Ärzt*innen und Rettungssanitäter*innen sind auf virendichte Masken vom Typ FFP 2 oder 3 dringend angewiesen. Das Team vom Fraunhofer Kunststoffzentrum Oberlausitz (FKO) und Kolleg*innen der HSZG haben in den letzten Tagen mit Hochdruck eine additiv gefertigte Atemschutzmaske entwickelt. Die Maske wird am Institut im sog. Selektiven Lasersinterprozess aus Polyamid 3D-gedruckt und ist hautverträglich, beständig gegen Desinfektionsmittel und – das Besondere – wiederverwendbar. Gegenüber den üblichen FFP-Einwegmasken wird hier nur das Filtervlies getauscht (Kosten: < 5 Cent/Filter). Damit der Filter durch die Atemluft nicht schnell durchfeuchtet und somit an Wirkung verliert, ist in der Maske ein Ausatemventil integriert. Das Vlies ist eine Entwicklung des Sächsischen Textilforschungsinstituts STFI in Chemnitz und besitzt die gleiche Filterwirkung von kleinen Partikeln (< 0,3 µm) wie FFP3-Halbmasken.   

Die Fertigung im 3D-Druck bietet den entscheidenden Vorteil, dass die Masken kurzfristig und ohne aufwendige Werkzeugkosten bereitgestellt werden können. Zudem lassen sich unkompliziert Änderungen an der Geometrie vornehmen, verschiedene Größen herstellen und sogar individuell an das Gesicht anpassen. Beim Selektiven Lasersintern (SLS) wird ein mit Kunststoffpulver gefüllter Bauraum mittels Laser partiell und Schicht für Schicht aufgeschmolzen, bis die fertigen Masken aus dem restlichen Pulver herausgenommen werden können. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht in der höheren Produktionsgeschwindigkeit gegenüber dem weit verbreiteten FDM-Verfahren, das bei den meisten Hobby-3D-Druckern zum Einsatz kommt.

Die 3D-gedruckte Schutzmaske wird gegenwärtig im Krankenhaus Zittau sowie bei einem ambulanten Pflegedienst (Johanniter) auf seine Praxistauglichkeit getestet, um weitere Optimierungen vorzunehmen. Ziel ist insbesondere den Bedarf und Versorgungslücken für medizinisches Personal und Pflegekräfte in und um Zittau zu decken. Dazu können wöchentlich ca. 150 Masken am FKO hergestellt werden. Ein regionales Kunststoffunternehmen hat bereits Interesse an einer Spritzgussvariante angemeldet, damit lassen sich dann noch ganz andere Stückzahlen fertigen. Doch bis es soweit ist, arbeiten die Drucker des Fraunhofer IWU fleißig weiter.

Neben Atemschutzmasken lassen sich auch andere Schutzausrüstungen gegen den Covid-19-Virus am Institut nach Bedarf kurzfristig umsetzen. So etwa konnten die Fraunhofer Forscher eine Praxis in Dresden erfolgreich mit 3D-gedruckten Türgrifföffnern, mit den sich die Tür ohne Handberührung öffnen lässt, ausstatten. 

Ihre Ansprechperson

Foto: Prof. Dr.-Ing. Sebastian Scholz
Prof. Dr.-Ing.
Sebastian Scholz
Fakultät Maschinenwesen
Standort 02763 Zittau
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Fraunhofer IWU
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