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Ausgewählte Ausgabe: S2-2017 Ansicht: Modernes Layout
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SLM auch für Magnesiumlegierungen anwendbar

Eine spezielle Prozesstechnik erlaubt jetzt auch Selective Laser Melting (SLM) mit eher schwierigen Materialien – wie Magnesiumlegierungen, Kupferlegierungen oder rissanfälligen, schwer schweißbaren Metallen. Dies macht den Einsatz von SLM in neuen Bereichen möglich.


Bild 1.  Implantat (Scaffold) mit definierter Porenstruktur aus einer biodegradierbaren Magnesiumlegierung (WE43). Die Abmessungen sind 10 mm x 10 mm x 7,5 mm bei circa 400 μm Strebendicke.

Bild 1.
 Implantat (Scaffold) mit definierter Porenstruktur aus einer biodegradierbaren Magnesiumlegierung (WE43). Die Abmessungen sind 10 mm x 10 mm x 7,5 mm bei circa 400 μm Strebendicke.

Selective Laser Melting mit „normalen“ Werkstoffen wie Edelstahl, Aluminium oder Titanlegierungen ist in der Fertigung angekommen. Die Materialien und Prozesse sind weitgehend erforscht, passende Maschinen bei verschiedenen Anbietern verfügbar. Schwierig wird es, wenn andere Materialien verarbeitet werden sollen. Magnesium ist nicht nur 30 % leichter als Aluminium, sondern erlaubt auch den Aufbau resorbierbarer Implantate. Dadurch ist es nicht nur für den Leichtbau, sondern auch für die Medizintechnik hochinteressant.
Experten am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT) haben dafür die passende Prozesstechnik entwickelt. Für Magnesiumlegierungen wurde in Kooperation mit dem ILT-Spin-off „Aconity 3D“ eine neue Prozesskammer mit einer optimierten Schutzgasführung entwickelt, um der starken Rauchentwicklung Herr zu werden. Daneben wurden Prozesse für die Verarbeitung von Kupferlegierungen optimiert, ebenso wie spezielle Systeme mit Hochtemperaturvorheizung für den Einsatz rissanfälliger und schwer schweißbarer Metalle.

SLM für resorbierbare Implantate

Individuelle Gestaltung und komplexe Strukturen sind typische Merkmale bei Implantaten, die sich mit SLM ohne Zusatzkosten fertigen lassen. Der Werkstoff Magnesium bietet den zusätzlichen Vorteil, dass er im Körper resorbierbar ist. Teile auf Basis massiver Magnesiumwerkstoffe werden inzwischen bereits eingesetzt, weitere Vorteile versprechen Implantate mit Porenstruktur, Bild 1.
Die Idee ist, dass neue Knochensubstanz in das Implantat einwächst und gleichzeitig die Metallstruktur vom Körper resorbiert wird. Am Fraunhofer ILT wurde ein SLM-Prozess entwickelt, bei dem nicht nur die Form des Implantats, sondern auch die Porengröße genau gewählt werden kann. Die Biokompatibilität entsprechender Prototypen wurde „in vitro“ bereits nachgewiesen.
Während am Fraunhofer ILT weiter neue Materialien und Prozesse erforscht werden, ist die Ausrüstung für das SLM von Magnesiumlegierungen bei Aconity 3D bereits erhältlich.

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