ETH spin-off Spectroplast har utvecklat en metod för att tillverka silikonprodukter med hjälp av en 3D-skrivare. Det unga företaget planerar nu att marknadsföra skräddarsydda medicinska produkter som hörapparater, bröstproteser för bröstcancerpatienter och så småningom även konstgjorda hjärtklaffar.

Deras slutmål är att rädda liv:grundarna av ETH spin-off Spectroplast, Manuel Schaffner och Petar Stefanov, har utvecklat en ny 3D-utskriftsprocess som kan göra biokompatibla silikondelar. "På lång sikt hoppas vi kunna använda tekniken för att erbjuda medicinska implantat, säger Schaffner, det unga företagets vd. "Och inte i standardstorlekar, som är fallet med konventionella hyllprodukter, men anpassad för att passa den individuella patienten perfekt."

Tills nu, Additive Manufacturing har traditionellt producerat föremål gjorda av hårda material som metall, keramisk, eller plast. Å andra sidan, mjukt elastiskt silikon används fortfarande uteslutande med formsprutning, där olika delar av kompositmaterialet smälts samman vid extremt höga temperaturer på runt 300 grader. Schaffners doktorandforskning kom fram till en ny metod som gör det möjligt att skapa mjuka silikondelar med en 3D-skrivare. Han är naturligtvis ovillig att gå in på mer detaljer, av rädsla för att uppmuntra copycat-produkter.

Skräddarsydda delar med en knapptryckning

3D-utskrift har två stora fördelar jämfört med den traditionella formsprutningsprocessen:å ena sidan kan denna högprecisionsmetod producera mycket komplexa former för första gången. ETH-forskare använde nyligen den nya metoden för att tillverka konstgjorda hjärtklaffar gjorda av silikon (se ETH News artikel). Å andra sidan, det gör produktionen enklare och billigare, eftersom inga formar krävs:allt händer med en knapptryckning. Detta banar väg för massproduktion av kundanpassade komponenter.

Ändå, det kommer att ta några år innan det unga företaget kan marknadsföra konstgjorda hjärtklaffar eller implantat skapade genom 3-D-utskrift, eftersom de relevanta reglerings- och godkännandeprocesserna för medicintekniska produkter är mycket komplexa och tidskrävande. Det är därför företaget initialt kommer att koncentrera sig på vad Schaffner kallar "livsförbättrande" snarare än "livräddande" produkter. Silikonkomponenter är därför vettiga varhelst skräddarsydda delar är särskilt fördelaktiga, såsom hörapparater eller bröstproteser. "Kvinnor som har fått ett bröst borttaget på grund av cancer, till exempel, möter ofta ödet att bara kunna välja mellan standardiserade bröstproteser, Schaffner förklarar. "Så vissa ber till och med att det andra bröstet ska tas bort och ersättas med en identiskt formad protes, rent för symmetrins skull." En lösning på detta problem skulle vara att skapa en mall på datorn med hjälp av en MRI eller CT-skanning, ger en perfekt formad modell redo för 3D-utskrift.

De gemensamma grundarna av Spectroplast känner varandra från sin tid på ETH. Efter att ha avlagt sin doktorsexamen i tvärvetenskaplig naturvetenskap vid Institutionen för material, Manuel Schaffner letade efter en ingenjör för sitt projekt, och Petar Stefanov sökte. Stefanov studerade då elektroteknik och informationsteknik vid ETH och var också intresserad av Additiv tillverkning. "Medan du experimenterar med plastformer, vi fann att det finns ett mycket större intresse på marknaden för 3D-utskrift av silikondelar, " förklarar Schaffner. Och så beslutade paret att starta ett nytt företag för att möta denna efterfrågan.

Investeringar driver tillväxten

Världens första högprecisionsskrivare i 3D-silikon finns för närvarande fortfarande i det unga företagets laboratorium på campus Hönggerberg. Även om Spectroplast bara har varit i drift sedan förra året, skrivaren har körts praktiskt taget oavbrutet. Enligt Schaffner, kundbasen har redan vuxit till cirka 200. "Vi arbetar för närvarande i skift, " han säger.

Hittills har 32-åringen bara kunnat växla skift med medgrundaren Stefanov för att slutföra tryckbeställningarna. Men nu är ett slut på produktionsstressen i sikte:tyska AM Ventures Holding GmbH har precis injicerat 1,5 miljoner schweizerfranc i start-upen, vilket kommer att göra det möjligt för de unga entreprenörerna att rekrytera fyra nya medarbetare i slutet av året. Tills nu, medgrundarna har lyckats hålla huvudet ovanför vattnet tack vare finansiering från ETH Pioneer Fellowship och den schweiziska innovationsbyrån, Innosuisse.

Dessutom, elektroingenjören Stefanov experimenterar också med nya skrivare som gör att produktionskapaciteten kan ökas. "Den andra generationen borde vara redo att köras i slutet av året, " säger 27-åringen. Som med den första prototypen, han leker med komponenter från konventionella skrivare som han modifierar för utskrift av silikon. I framtiden, Spectroplast vill inte bara tjäna pengar på 3D-utskriftsjobb, men också från försäljning av skrivare och förbrukningsvaror. Detta borde vara möjligt om två år, enligt deras affärsplan.