Implantate in wenigen Stunden fertigen?

Forscher der Fraunhofer-Gesellschaft werden auf der Hannoveraner Messe vom 15.-20 April neue Anwendungen des Fertigungsverfahrens "Selective Laser Melting" (SLM) vorstellen. Etwa das Herstellen künstlicher Knochen oder komplexer metallische Bauteile in nur wenigen Stunden.

In der Medizin sind Implantate von großer Bedeutung, etwa für Opfer von Unfällen oder bei Krebspatienten. Bisher werden künstliche Knochen z.B. aus Titan durch Gießen oder spanende Bearbeitung hergestellt. Diese Methoden sind jedoch nicht nur aufwändiger - sie dauern meist mehrere Wochen - sondern auch kostenintensiver als es eine Fertigung mittels SLM wäre.

"Das Implantat wird direkt aus Computer-Tomografischen-Daten (CT-Daten) aufgebaut. Formgebende Werkzeuge werden nicht benötigt", erklärt Wilhelm Meiners vom Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen einen wesentlichen Vorteil des Verfahrens.

Das Implantat wird Schicht für Schicht aus Metallpulver hergestellt. Der Trick: Nur im Fokus des vom computergesteuerten Laserstrahls schmilzt das Metallpulver und verbindet sich mit der vorhergehenden Schicht zu einer festen Struktur. Der künstliche Knochen wird auf einer absenkbaren Platte hergestellt. Ist die erste Schicht fertig, wird die Platte ein Stück heruntergefahren, neues Metallpulver aufgetragen und die nächste Schicht produziert.

Innerhalb von wenigen Stunden wird so das Implantat exakt nach den CT-Daten aufgebaut. Das Verfahren ist nicht nur schnell, sondern auch preisgünstig. "Die Herstellung erfolgt ohne Materialverlust. Metallpulver, das nicht zum Bauteil gehört, kann vollständig wieder verwendet werden", betont Meiners.

Um die Leistungsfähigkeit des Verfahrens zu demonstrieren, haben die Forscher bereits das Modell einer Schädelkalotte aus dem biokompatiblen Werkstoff Titan gefertigt. Bisher wird das selektive Schmelzen mit Lasern hauptsächlich im Maschinen- und Werkzeugbau eingesetzt, um in kurzer Zeit Prototypen herzustellen. Neben der Herstellung von Implantaten bietet es sich auch für die Produktion komplexer Bauteile aus Leichtbauwerkstoffen an.

"Mit dem SLM kann nahezu jede beliebige Geometrie gefertigt werden", erläutert Meiners. Den Forschern des Fraunhofer-Institutes ist es gelungen, ein Demonstrationsbauteil mit einer internen Gitterstruktur zu produzieren, das mit konventionellen Fertigungsmethoden nicht herstellbar ist.

http://www.fraunhofer.de/german/press/pi/pi2002/03/pi18_fo2.html

© medizin.at