Die additive Fertigungstechnologie mittels Laser Powder Bed Fusion (LPBF) ermöglicht die Herstellung von hochwertigen medizinischen Implantaten mit filigranen Gitterstrukturen. Diese Implantate, wie beispielsweise Stents, können verengte Blutbahnen am Herzen oder im Gehirn offenhalten. Durch die Verwendung von superelastischen Formgedächtnislegierungen können die Stents schonend eingesetzt werden. Die LPBF-Technologie ermöglicht zudem eine patientenspezifische Anpassung der Implantate. Für die Herstellung dünnwandiger Wärmeübertrager und belastbarer Radträger aus Aluminium bietet die additive Fertigung ebenfalls wirtschaftliche Lösungen.
Filigrane Implantate profitieren von innovativen Belichtungsstrategien für höhere Qualität
Im Bereich der medizinischen Implantate ermöglichen neue Belichtungsstrategien die Herstellung von hochwertigen Lösungen mit filigranen Gitterstrukturen. Besonders für Stents, die verengte Blutbahnen offenhalten, ist diese Technologie geeignet. Durch die Verwendung von superelastischen Formgedächtnislegierungen können diese Implantate schonend eingesetzt werden. Die kompakte Transportform und dauerhafte Stabilität der Gitterstruktur gewährleisten eine hohe Qualität der Implantate.
Mit der LPBF-Technologie können komplexe Produkte in kleinen und mittleren Stückzahlen kostengünstig hergestellt werden. Durch die Integration von Sensoren, Aktoren und Funktionswerkstoffen entstehen hochfunktionale Produkte mit einem hohen Mehrwert. Diese Technologie ermöglicht eine flexible und effiziente Produktion von Produkten mit anspruchsvollen Eigenschaften.
Die Forschung am Fraunhofer IWU konzentriert sich auf die Entwicklung von medizinischen Implantaten mit filigranen Gitterstrukturen wie Stents, die bei verengten Blutbahnen im Herzen oder Gehirn eingesetzt werden. Dank der Verwendung von superelastischen Formgedächtnislegierungen können diese Implantate schonend und individuell an die Bedürfnisse der Patienten angepasst werden. Dies verbessert die Wirksamkeit der Behandlung und ermöglicht eine bessere Lebensqualität für die Patienten.
Dank des LPBF-Verfahrens können Stents patientenspezifisch angepasst und schonend eingesetzt werden. Während des Transports zur Engstelle wird der Stent elastisch gefaltet, was zu einer kompakten Transportform führt. Durch die Gitterstruktur des Stents wird eine stabile Positionierung erreicht, während Verschnitt vermieden wird. Dies ermöglicht eine optimale Unterstützung der verengten Blutbahnen und gewährleistet minimalinvasive Eingriffe.
Mit Hilfe neuer Belichtungsstrategien wird die Qualität gedruckter Stents weiter verbessert. Durch die genaue Einstellung der Laserparameter und die Optimierung der Laserbahnen erzielt man präzisere Ergebnisse mit einer gleichmäßigen Energieverteilung und geringeren Anhaftungen. Dadurch steigt die Produktivität und die Qualität der gedruckten Stents wird weiter gesteigert.
Hocheffiziente Wärmeübertrager dank Additiver Fertigung und dünnwandiger Strukturen
Bei der gezielten Übertragung von Wärmeenergie zwischen verschiedenen Medien sind Wärmeübertrager unverzichtbar. Dank additiver Fertigungsverfahren können anwendungsoptimierte und äußerst effiziente Wärmeübertrager hergestellt werden. Besonders dünnwandige und mehrfach gekrümmte Strukturen sorgen für eine verbesserte Effizienz bei der Wärmeübertragung. Mithilfe des 3D-Drucks lassen sich komplexe Designs verwirklichen, die eine optimale Wärmeübertragung gewährleisten und den spezifischen Anforderungen unterschiedlicher Anwendungen gerecht werden.
Der 3D-Druck im LPBF-Verfahren eröffnet neue Möglichkeiten für die Herstellung von Wandstrukturen in fluidbasierten Anwendungen wie Hochtemperatur-Wärmeübertragern und Zweiphasen-Dampfkammern. Durch die Verwendung dieser Strukturen kann eine verbesserte Effizienz in der Wärmeübertragung erzielt werden. Darüber hinaus ermöglicht der LPBF-Prozess die Verarbeitung von widerstandsfähigen Materialien, die den extremen Temperaturen in solchen Anwendungen standhalten.
Innovative Radträger für EDAG CityBot: Entwicklung mit Fraunhofer IWU
Der EDAG CityBot ist ein multifunktionales Roboterfahrzeug, das im Rahmen des Projekts Campus FreeCity entwickelt wird. Neben dem Personentransport ist der CityBot auch für Reinigungsaufgaben konzipiert. Die Radträgerkomponente spielt eine entscheidende Rolle, da sie das Rad sicher mit dem Fahrgestell und den Lenkmotoren verbindet. Durch die Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IWU und Constellium wurde eine optimale Lösung gefunden, um die Funktionalität und Langlebigkeit des CityBots zu gewährleisten.
Die Kombination von LPBF und der Aluminiumlegierung Constellium Aheadd CP1 bietet sowohl wirtschaftliche als auch technologische Vorteile. Das Fraunhofer IWU hat die LPBF-Prozessparameter für einen Standard-Industriedrucker entwickelt, um eine kosteneffiziente Produktion zu ermöglichen. Der CityBot, ein innovatives Roboterfahrzeug, wird in Kürze im Deutsche Bank Park in Frankfurt am Main einem Praxistest unterzogen, um seine Leistungsfähigkeit und Funktionalität zu überprüfen.
Die additive Fertigungstechnologie hat die Herstellung hochwertiger Produkte revolutioniert. Durch das Laserstrahlschmelzen können filigrane Implantate wie Stents, effiziente Wärmeübertrager und belastbare Radträger aus Aluminium hergestellt werden. Dies ermöglicht nicht nur die Produktion in kleinen und mittleren Stückzahlen, sondern auch die Integration von Sensoren, Aktoren und Funktionswerkstoffen für eine hohe Funktionalität und Anwendungsoptimierung. Die kontinuierliche Forschung und verbesserte Belichtungsstrategien tragen zur weiteren Verbesserung der Qualität der gedruckten Produkte bei und eröffnen neue Möglichkeiten für die Produktentwicklung in verschiedenen Branchen.
