Herstellung filigraner Magnesium-Scaffoldstrukturen durch Einsatz des selektiven Laserstrahlschmelzverfahrens
Rapid.Tech
25.-27. Juni
Erfurt
2019
Type: Konferenzbeitrag
Abstract
Eine verbesserte Anlagentechnik sowie eine sich stetig vergrößernde Auswahl verwendbarer Werkstoffe ermöglichen heutzutage den Einsatz additiver Fertigungsverfahren weit über den Prototypenbau hinaus. Durch die Umsetzbarkeit komplexer, individualisierter und mechanisch belastbarer Strukturen werden additiv gefertigte, patientenspezifische Implantate auch in der Medizintechnik immer häufiger eingesetzt. Gefäßstützen, sogenannte Stents werden seit 1986 u.a. bei Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems eingesetzt. Nach reinen Metallstents (BMS) und mit Medikamenten beschichteten Stents (DES) liegt der aktuelle Fokus auf resorbierbaren Strukturen, Scaffolds (BRS) genannt, die nach einiger Zeit im Körper abgebaut werden, sodass kein Fremdkörper verbleibt.
Um die Vorteile von abbaubaren Scaffolds und additiven Verfahren zu vereinen, wird die Umsetzbarkeit von Scaffoldstrukturen aus der Magnesiumlegierung WE43 (25 µm – 63 µm Partikelgröße) unter Einsatz der laseradditiven Fertigung geprüft. Hierzu wird zunächst die Fertigbarkeit dünnwandiger rohrförmiger Halbzeuge mittels des selektiven Laserstrahlschmelzverfahrens unter Variation von Laserleistung und Scangeschwindigkeit analysiert, um anschließend mittels Laserschneidens Scaffoldstrukturen auszuschneiden. Bei den dünnwandigen Halbzeugen werden minimale Auflösungen bis zu 45 µm bei einer Probenhöhe von 8 mm erzielt. Insbesondere wird die Verbesserung der Oberflächengüte der Halbzeuge durch mechanische sowie chemische Nachbearbeitungsverfahren untersucht. Diese ist von großer Bedeutung, um prozessbedingte Anhaftungen für das Laserstrahlschneiden zu entfernen und die Oberfläche einzuebnen.