Der finnische 3D-Drucker komplettiert die DFG-Großgeräteförderung und ermöglicht die Umsetzung neuer Ideen im Multimaterialdruck
„Der neue 3D-Drucker eröffnet völlig neue Möglichkeiten im funktionalen 3D-Druck, denn er kombiniert parallel vier Materialien und vier Prozesse gleichzeitig in jeder Schicht”, sagt Ingo Reinhold, Professor für Beschichtungsprozesse an der HTWK Leipzig. Das können nur wenige.
Seit Dezember 2025 befindet sich die Forschungsplattform der finnischen Firma Brinter AM technologies OY an der HTWK: Mit einem Bauraum von 30 Zentimetern Breite, 17 Zentimetern Tiefe und 8 Zentimetern Höhe ist er nicht für die großskalige Produktion, sondern für die erkenntnisorientierte Forschung gedacht: Der Bio-Printer kann zur gleichen Zeit nicht nur vier verschiedene Materialien als auch unterschiedliche Druckverfahren kombinieren, sondern diese unabhängig voneinander aktiv kühlen, heizen, mischen und mittels UV-Licht vernetzen. Der Drucker wurde inzwischen ersten Tests unterzogen und steht nun einsatzbereit im neuen Additive Multimaterial Manufacturing – Lab (AM³-Lab) am Campus Liebknechtstraße.
Präzise Steuerung von Bauteileigenschaften durch eine Vielzahl wechselbarer Druckköpfe
Eine Vielzahl an wechselbaren Druckköpfen ermöglicht die lokal aufgelöste Platzierung von derzeit bis zu vier verschiedenen Materialien innerhalb eines Bauteiles und sogar innerhalb einer Schicht. Als unterschiedliche Druckverfahren können beispielsweise Inkjet (Tinte), Thermoplast-Extrusion (Granulat), Druckluft-Extrusion oder Schneckenextrusion (pastöse Materialien) kombiniert werden. Durch die Kombination unterschiedlicher Materialien je Druckkopf und die gezielte Anpassung von Parametern wie Luftdruck, Düsengröße, Vorschub, Temperatur und Aushärtung lassen sich mechanische Eigenschaften, Oberflächenqualität, Detailauflösung und funktionale Zonen im Bauteil präzise steuern.
„Durch den Zugriff auf den Maschinencode (G-Code) und die freie Nutzung von Materialien, bietet uns der Drucker ein breites Spektrum an Möglichkeiten. Für uns wird der Drucker damit zu einer Spielwiese. Wir haben viele Ideen, die wir nun endlich ausprobieren und bei denen wir feststellen können, was davon wie umsetzbar ist“, sagt Lukas Kube, Laboringenieur an der HTWK Leipzig.
Einsatzmöglichkeiten: Von Biotechnologie über Maschinenbau und Verpackungstechnik bis hin zu Bauwesen
Der Bio-Printer wurde ursprünglich für die Biotechnologie und die Biomedizin entwickelt. An der HTWK Leipzig wird er aber vor allem zur Grundlagenforschung im Maschinenbau, der Elektro- und Sensortechnik, in der Druck- und Verpackungstechnik sowie im Bauwesen eingesetzt werden.
Beispielsweise könnten schalldämpfende Strukturen , sensorische Elektronik oder Batterien gefertigt werden. Denkbar sind auch Anwendungen wie im Forschungsprojekt PaperRock, bei denen medizinische Teststreifen entstehen, auf die ebenfalls Materialien auf- bzw. eingedruckt werden könnten. „Mit dem Gerät lernen wir, multimateriale Prozesse grundlegend zu verstehen und mit diesen Kombinationen neuartige Funktionen effizient zu erzeugen“, fasst Kube zusammen.
Bio-Printer vervollständigt DFG-Großgeräteförderung
Der Bio-Printer namens Brinter One 2.0 des finnischen Unternehmens Brinter AM Technologies Oy ist das Kernstück der speziellen und umfänglichen Entwicklungsumgebung, welcher mehrere hunderttausend Euro gekostet hat. Er komplettiert die Großgeräteförderung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Bereich „Multimaterial Additive Manufacturing“ (AM) an der HTWK Leipzig.
Am DFG-Antrag und dem Forschungsbereich Multimaterial-AM beteiligte Professinnen und Professoren sind: Prof. Dr.-Ing. Ingo Reinhold (Professur für Beschichtungsprozesse), Prof. Dr.-Ing. Lutz Engisch (Professur für Werkstoffe), Prof. Dr.-Ing. Paul Rosemann (Professur für Werkstofftechnik), Prof. Dr.-Ing. Faouzi Derbel (Professur für Smart Diagnostik und Online Monitoring) sowie Prof. Dr. rer. nat. Ines Dani (Professur für Generative Fertigungstechnik).
Weitere Großgeräte im Bereich Multimaterial Additive Manufacturing
Bereits seit dem Frühjahr 2025 ist eine Pulverscherzelle von Anton Paar samt Klimakammer an einem Präzisionsrheometer im Einsatz. Mit dieser können Forschende Fließeigenschaften von Pulvern in einer kontrollierten Temperatur- und Feuchteumgebung bestimmen und so den Pulverauftrag im 3D-Druck optimieren und funktionale Materialverbünde und Bauteile entwickeln. Im Herbst 2025 nahmen die Forschenden den hochmoderne Polymer-3D-Drucker „Voxeljet VX200 HSS“ in Betrieb, mit dem sie neue Materialien und Verfahren entwickeln sowie schnell und flexibel Prototypen oder Kleinstserienbauteile zu Forschungszwecken herstellen können.
Forschende der Hochschule und des dazugehörigen Forschungs- und Transferzentrums (FTZ Leipzig) aus allen Bereichen können die Geräte nutzen.
