3D-Druck für medizinische Geräte

Andreas Mühlbauer,

Linde kooperiert mit 3D Medlab

Linde forscht an der Optimierung der atmosphärischen Bedingungen im additiven Herstellungsprozess, um komplexe Gitterstrukturen für medizinische Geräte herzustellen.

Komplexe 3D-gedruckte Struktur. © 3D Medlab

In Zusammenarbeit mit 3D Medlab ist das gemeinsame Projekt das erste seiner Art zur Entwicklung orthopädischer Geräte. Gitterartige, komplexe Komponenten sollen menschliche Körperteile nachahmen. Diese können sich besser in die eigene Knochen- und Gewebestruktur des Patienten eingliedern, was zu weniger Abstoßungsreaktionen und schnelleren Heilungszeiten führt.

Additive Manufacturing kann die Produktion solcher Komponenten optimieren, indem es eine hochwertige Wiederholbarkeit des Prozesses gewährleistet und weniger Nachbearbeitung nach dem Druck erfordert. Allerdings muss die Atmosphäre in der Druckkammer optimal und reproduzierbar sein. Atmosphärische Gase spielen eine grundlegende Rolle im Druckprozess, und alle Verunreinigungen, die in der Kammer verbleiben, können, selbst wenn sie einmal ausgespült wurden, eine nachteilige Auswirkung auf das hergestellte Teil haben. Außerdem können während des Produktionsprozesses entstehende Dämpfe auf dem Objekt verbleiben, was eine Reinigung nach der Produktion erforderlich macht.

Selbst extrem kleine Schwankungen des Sauerstoffgehalts können die mechanischen oder chemischen Eigenschaften sauerstoffempfindlicher Metalle - wie Titan- und Aluminiumlegierungen - beeinträchtigen und die Zusammensetzung des Endprodukts beeinflussen. Für die Forschungsversuche von Linde/3D Medlab ist die getestete Titanlegierung Ti-6AI-4V.

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"Wir sind stolz darauf, bei diesem wichtigen und zukunftsweisenden Projekt mit 3D Medlab zusammenzuarbeiten", sagte Pierre Forêt, Senior Expert Manufacturing, Linde. "Als Kunde, der bei der Herstellung medizinischer Geräte an vorderster Front steht, ist es von entscheidender Bedeutung, alles andere als optimale Produktergebnisse zu vermeiden. Es zeugt daher von unserer Fachkompetenz und unserem Know-how im Bereich Gase, dass wir als Partner für dieses Vorhaben ausgewählt wurden.

Die atmosphärischen Tests beinhalten ein neues Helium/Argon- Gasgemisch, das speziell von Linde für das Projekt entwickelt wurde, um den Prozess reibungsloser und sauberer zu gestalten, sowie den Einsatz von Lindes ADDvance® O2 precision, einer einzigartigen Sauerstoffmess- und Analysetechnologie, um die optimale Gasmischung in der Druckkammer sicherzustellen. Zusammen mit der neuen Gasmischung wird ADDvance O2 precision 3D Medlab eine präzise, detaillierte Kontrolle über die Sauerstoffkonzentration und den Feuchtigkeitsgehalt in der Druckkammer ermöglichen.

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