3D-Druck als innovative Antwort auf COVID-19-PSA-Mangel

Angesichts der durch das Coronavirus COVID-19 verursachten Notlage entstehen aus Solidarität und Innovation große Initiativen – besonders zur Linderung des Mangels an Medizinprodukten und persönlicher Schutzausrüstung (PSA).

Aus dem 3D-Druck-Sektor arbeiten viele Ingenieure, Materialhersteller und Mediziner zusammen, um PSA-Modelle zu designen, die Gesundheitspersonal schützen und ihre Arbeit erleichtern, sowie Prototypen für Ventile, Respirator-Anschlüsse, Beatmungsgeräte etc. zu entwickeln.

Zudem haben viele Maker-Communities ihre Drucker für diese Geräte gestartet. In Spanien entstand Coronavirus Makers – eine Non-Profit-Plattform mit Tausenden Freiwilligen. Ähnliche Initiativen in Deutschland, Italien, Chile, Argentinien, Kolumbien.

Im Folgenden eine Zusammenstellung kostenloser STL-Dateien für Schutzausrüstung & Medizinprodukte, druckbar auf praktisch jedem FDM-Drucker.

Hinweis: Einige Modelle sind nicht zertifiziert oder behördlich zugelassen; Zulassungsvoraussetzungen variieren je nach Region/Land.

Gesichtsmasken

Auf 3D-Druck-Plattformen und Firmenseiten werden diverse Maskenmodelle für FDM-Druck geteilt.

Wichtig: Diese Masken dienen ohne passende Filter nur als physische Barriere gegen das Virus und reduzieren die Verbreitung bei Infizierten.

Vor kurzem teilten wir das Design der NanoHack-Maske von Copper3D, kürzlich aktualisiert auf NanoHack 2.0: monolithische, stabile, dichte Struktur, zu drucken mit antibakteriellen Filamenten PLActive und MDFlex für maximalen Schutz.

PLActive ist ein recycelbarer, biokompatibler Polymer mit Kupfer-Nanokomposit (antimikrobiell).

Dank Design bietet NanoHack 2.0 Schutz gegen Partikel in der Luft und verhindert Flüssigkeitskontamination der Atemwege. Als Filter dient das Material chirurgischer Masken (Vlies-Polypropylen). Empfohlen: 3-lagiger Vlies-PP-Filter. Laut Studien: Filtrationseffizienz 96,4 % bei 1 µm und 89,5 % bei 0,02 µm Mikroorganismen.

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Gesichtsschilder (Face Shields)

Zahlreiche Visiere-Modelle im Netz. Prusa entwickelte mehrere Prototypen, vom tschechischen Gesundheitsministerium geprüft. Final zwei Versionen: RC1 und RC2.

Das Design: fester 3D-gedruckter Rahmen + flexibler, transparenter PETG/Acetat-Folie (0,5 mm). RC1 erlaubt mehr Teile pro Druck, RC2 bietet etwas höheren Schutz und Tragekomfort.

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Empfohlen: PETG mit 30 % Infill (auch PLA/ABS möglich). Zur Übergabe an Kliniken: Sterilisation durch Wasserbad mit Bleichmittel (Verhältnis 50:1), dann Wasserspülung – verhindert indirekte Übertragungsrisiken.

Respiratoren & Ventile

Angesichts Mangels an Beatmungsgeräten entwickeln Ingenieurteams mit Institutionen & Kliniken Prototypen & fertigen Teile per 3D-Druck.

Beispiel: Barcelona Free Trade Zone Consortium + HP + Leitat + SEAT entwickelten einen 3D-gedruckten Respirator-Prototyp (OxyGEN), der u. a. einen Scheibenwischermotor nutzt. Validiert von Experten des Parc Taulí Hospital (Sabadell). Vorteil: skalierbare Produktion.

Eine andere Lösung: Adapter, um ein Beatmungsgerät für mehrere Patienten zu nutzen – z. B. „H“-Verbinder von Copper3D: minimiert Totraum, verhindert Leckagen. Copper3D empfiehlt PLActive (antibakteriell, biokompatibel).

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In Kliniken fehlen oft wichtige Respirator-Komponenten, z. B. Venturi-Ventile zur O₂-Konzentrationsregelung. Mehrere Designs verfügbar, z. B. von der Cults-Plattform.

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Weitere Hilfsmittel (Kontaktvermeidung)

Tools, um indirekte Kontakte im Alltag zu vermeiden (Türgriffe, Aufzugsknöpfe …).

• StopCovid-19-Ring – einfach zu druckender Ring zum Drücken von Schaltern/Tasten ohne Berührung. Download STL von Cults
• Materialise Türgriff-Adapter – öffnet Türen ohne Hände. Verschiedene Versionen für zylindrische, rechteckige, runde Griffe. Download STL von Materialise
• LU-Touch – kombiniert Türöffner & Tastendrücker. Kostenloser Download, druckbar auf jedem FDM-Drucker; auch fertig gedruckt erwerbbar. Download STL von Thingiverse

Diese Tools minimieren Ansteckungsrisiken durch indirekten Kontakt. Wichtig: Nach jedem Gebrauch desinfizieren. Sie ersetzen nicht Standard-Hygieneregeln (Hände waschen, Gesicht nicht anfassen etc.).

Spezialmaterialien

Für PSA hervorzuheben: PLActive und MDFlex – antimikrobiell & antiviral. Auch empfohlen für Respirator-Erweiterungen & Ventile.

Standardmaterialien

Für Schilder/Ventile ohne Biokompatibilitätsanforderung: Basis-FDM-Materialien wie PLA oder PETG (Steifigkeit nötig, keine Flex-Filamente wie Filaflex).

Mit diesen freien Dateien kann jeder FDM-Drucker-Nutzer mit den genannten Materialien seinen Beitrag zur Pandemiebekämpfung leisten.